EP1951976A2 - Elektromechanischer schliesszylinder und verfahren zur entriegelungssteuerung eines elektromechanischen schliesszylinders - Google Patents

Elektromechanischer schliesszylinder und verfahren zur entriegelungssteuerung eines elektromechanischen schliesszylinders

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Publication number
EP1951976A2
EP1951976A2 EP06819542A EP06819542A EP1951976A2 EP 1951976 A2 EP1951976 A2 EP 1951976A2 EP 06819542 A EP06819542 A EP 06819542A EP 06819542 A EP06819542 A EP 06819542A EP 1951976 A2 EP1951976 A2 EP 1951976A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lock cylinder
actuator
locking
electromechanical lock
key
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06819542A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oliver Simons
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Palladio Systeme GmbH
Original Assignee
Palladio Systeme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Palladio Systeme GmbH filed Critical Palladio Systeme GmbH
Priority to EP09158786A priority Critical patent/EP2088265A1/de
Priority to DE202006020696U priority patent/DE202006020696U1/de
Publication of EP1951976A2 publication Critical patent/EP1951976A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • E05B47/06—Controlling mechanically-operated bolts by electro-magnetically-operated detents
    • E05B47/0611—Cylinder locks with electromagnetic control
    • E05B47/0619—Cylinder locks with electromagnetic control by blocking the rotor
    • E05B47/0626—Cylinder locks with electromagnetic control by blocking the rotor radially
    • E05B47/063—Cylinder locks with electromagnetic control by blocking the rotor radially with a rectilinearly moveable blocking element
    • 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
    • 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
    • E05B2047/0064—Feeding by solar cells
    • 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
    • E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
    • E05B47/0009—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with thermo-electric actuators, e.g. heated bimetals

Definitions

  • the invention relates to an electromechanical lock cylinder according to the preamble of claim 1 and to a method for unlocking control of an electromechanical lock cylinder according to the preamble of claim 11.
  • Electromechanical lock cylinders are more complicated than purely mechanical lock cylinders and require regular maintenance and inspection for these reasons.
  • the batteries of such lock cylinders must be checked regularly, usually within a few months, for their charge state and, if necessary, replaced or recharged.
  • the associated workload and the annoyance when a battery change was missed and the lock cylinder has become dysfunctional for this reason and must be drilled, is very understandable reasons very disadvantageous.
  • the batteries and the evaluation of such systems are usually housed in chunky and bulky knobs or handles on the lock cylinder or in very elaborate ID carriers that architecturally, aesthetically or purely practical see reasons for the building operators and users are difficult to accept.
  • the currently available electronic or electromechanical lock cylinders lack a sensor that provides the administrator or security personnel information about the closing and locking state of the doors. Persons who enter the door as a companion of a key carrier are not recognized. This information must also be obtained through wired sensors or cameras.
  • the invention has for its object to solve these problems presented.
  • a way to specify a locking or unlocking for an electromechanical lock cylinder which allows in a simple manner a very effective and reliable locking that can not be influenced by external manipulations or at least only with a disproportionate effort.
  • the electromechanical Schffyzyl indians is characterized by a connected to a regenerative energy source, an energy storage and an evaluation and control electronics container housing part.
  • the container is therefore not covered with the door leaf as usual. but forms part of the lock cylinder itself.
  • the container with the electronic components is inevitably placed exactly where usually the door fittings or rosettes are located.
  • the container can thus be designed as a part of a door fitting so the outer impression easily.
  • the regenerative energy source makes a check on a state of charge of a battery or a rechargeable battery superfluous, the energy storage compensates for charging peaks and times with undersupplies.
  • the evaluation and control electronics establishes the communicative connection to a comprehensive safety and monitoring system and controls the closing and unlocking processes.
  • the regenerative energy source is a photovoltaic energy source and / or a thermo-capacitive generator in conjunction with an energy buffering.
  • the photovoltaic energy source uses the existing energy in the room from the lighting, the thermo-capacitive generator sets a temperature gradient between an environment and an interior into electrical energy to operate the lock cylinder.
  • a rotating core of the lock cylinder can be provided in a preferred embodiment with arranged at the end pieces antenna sections for wireless data transmission with a central system management.
  • the antenna sections send in a simple manner the respective operating state, for example, stored access authorizations and current access logs, lock and lock state of the door. Charge state of the battery, lighting conditions on the inside of the door, etc., wirelessly to a central monitoring device.
  • the energy store can also be used as a part of a closing means which fits the lock cylinder, in particular special of a key, be formed, which is provided for an energy transfer to the lock cylinder.
  • the energy-consuming parts of the lock cylinder are automatically powered with each closing operation with energy.
  • the termination pieces of the rotating core are expediently made of a ceramic material. Ceramic materials have an electrically insulating effect but are neutral to electromagnetic interactions.
  • capacitive, inductive and / or radio transmission devices may be included in the ceramic end caps.
  • the ceramic end pieces expediently have a shape which facilitate or permit the transmission of force between the key and the rotating core of the lock cylinder.
  • the rotating core has at least one arrangement of blocking elements displaceable by level-varying lateral formations of the key and the housing of the locking cylinder has at least one recess for accommodating the shifting arrangement of the blocking elements, the interaction of the at least one arrangement of the blocking elements and the recess pulling out the locking elements Key only at a defined angular position of the rotating core allows.
  • the key can only be inserted or pulled out into the lock in a position that is unique for the user.
  • an electrically conductive contacting for a charging current of an external battery unit integrated in the closing means, in particular the key, in the rotating core is provided in an electrical energy store assigned to the locking cylinder. This contacting allows the aforementioned charging of the energy Memory of the electromagnetic lock cylinder by means of the inserted key at each closing.
  • a capacitive sensor for detecting a lock state, a lock state and for events in the near field of the lock cylinder can additionally be provided.
  • the lock cylinder can thus not only perform a mere locking and locking function, but also monitoring and control functions.
  • the capacitive sensor is formed of a first resonant circuit having a reference frequency and a second voltage-controlled oscillatory circuit having a second frequency differing from the reference frequency by a defined amount, resulting in a calibrated and frequency-changing mixed frequency resulting from both frequencies, the interval clocked is measured.
  • the change in the natural frequency of a resonant circuit under the influence of changing environmental influences is a very sensitive and easily traceable measure.
  • an adjustment circuit is provided in an expedient embodiment. This circuit keeps the mixing frequency at a defined difference frequency between the reference frequency and the second frequency and outputs an adjustment voltage for the defined difference frequency.
  • the adjustment voltage forms a metrologically easily detected measurement signal.
  • the adjustment circuit includes an interrupt at a vanishing mixing frequency.
  • the interval clocking of the mixed frequency measurements is accelerated after activating the interrupt.
  • a vanishing mixing frequency indicates a significant change in the environment of the capacitive sensor, such as the approach of a person, the opening of the door, etc., and thus leads to an active setting of the sensor.
  • a detection unit is additionally provided over the variable adjustment voltage, which performs an event classification in the vicinity of the capacitive sensor. The detection unit registers the exact nature and shape of the changed measurement signal and thereby determines the exact nature of the disturbance occurring in the sensor area.
  • the detection unit determines the event classification from the quotient between measured mixing frequency change and setting voltage multiplied by a measured time duration of the mixing frequency change. From empirical investigations it has been found that the value determined by this relation is particularly clearly and well distinguishable correlated with the respective types of disturbances in the range of the capacitive sensor.
  • the container of the lock cylinder corresponds in shape and appearance to a conventional lock cylinder rosette and / or a conventional door fitting.
  • a method for unlocking an electronic lock cylinder according to the invention is characterized in that at least one arranged in a lock cylinder thermo-mechanical actuator is driven by an energy pulse with a fixed duration and strength and / or a fixed pulse-pause ratio, this on a number locking pins so acts to cancel a blockage of the core rotation of the lock cylinder.
  • thermo-mechanical actuator provides within the Locking cylinder for the locking pins are brought into the unlocked position.
  • the at least one thermo-mechanical actuator when heated, displaces at least one locking pin associated therewith against an oppositely acting spring force from the rotating core so far that its free rotation is made possible.
  • the actuator cools, a return movement of the at least one locking pin takes place as a result of the spring force, so that when the rotating core rotates in the closed position, the locking pin can engage in a locking position.
  • thermomechanical actuator By measuring the external ambient temperature, the optimum amount of energy for operating the thermomechanical actuator is determined in an expedient embodiment of the method. Proper functioning of the actuator is checked by means of a control measurement of its internal resistance.
  • thermo-mechanical actuator is sensitive to the temperature gradient between the actuator and its surroundings. If the ambient temperature is too low, an amount of energy placed on the actuator will not result in a proper actuator function. The amount of energy must be increased in this case. Therefore, the prevailing ambient temperature is determined and the energy amount is adjusted accordingly. Furthermore is O
  • the internal resistance of the actuator is of importance, because its size is a measure of the heating of the actuator when exposed to a given amount of energy. If the internal resistance of the actuator falls below a certain value, it may be that the application of an energy amount to the actuator no longer leads to a proper actuator function. The measurement of the internal resistance of the actuator can detect this condition early and signal.
  • the first at least one thermo-mechanical actuator counteracts an alternating second actuator, so that in an impermissible manipulation attempt by an external heat by means of the second actuator caused by the first actuator unlocking is made ineffective by a lock. This ensures that the unlocking can take place exclusively only by the energy pulse acting on the first actuator.
  • the locking effected by the second actuator starts earlier than the unlocking of the first actuator due to a lower transformation temperature.
  • the second actuator locks early in a manipulation attempt, whereby the security effect of the process is significantly enhanced.
  • An electromechanical lock cylinder for carrying out said method is characterized by at least one thermo-mechanical actuator acting on the lock pins of the lock cylinder and sliding the lock pins into an unlocking state in conjunction with a power source for operating the actuator.
  • the at least one thermo-mechanical actuator includes a memory metal with a first holding the locking pins in a locking position and a second form holding the locking pins in an unlocked position.
  • Such memory metals assume a shape impressed upon them in the state of heating as a result of changes in the microstructure. This pushes the locking pins in the unlocked position.
  • the arrangement expediently consists of at least two thermomechanical actuators in an alternately acting arrangement, wherein, in the case of an external manipulative heat action, the first actuator holds at least one first locking pin in an unlocking position and the second actuator holds at least one second locking pin in a locking position.
  • the second actuator is formed of a first and a second locking member connected by a memory metal.
  • the memory metal extended under heat by a effected by the key body displacement of the first locking member compressible and the second actuator from the locking position into the unlocking position can be transferred.
  • Such an embodiment offers the safety-relevant advantage that, for example, in a fire in which the second actuator occupies a locked position by the action of heat, the Schl iesszylinder is unlockable at any time by means of a key escape doors do not remain blocked and get trapped in a room people at any time On the other hand, the complete security and resilience of the lock cylinder against external manipulation is ensured.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the lock cylinder with a container for receiving the regenerative energy source, the energy storage and the evaluation and control electronics
  • 2 is a schematic representation of the lock cylinder with a container with an integrated photovoltaic cell
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment for an ID carrier with a photovoltaic cell integrated in the ID carrier
  • thermo-mechanical coupling element 4 shows an exemplary embodiment of a thermo-mechanical coupling element and an actuator according to the memory metal principle
  • thermo-mechanical coupling element 5 shows an exemplary embodiment of a thermo-mechanical coupling element in combination with an alternately acting second coupling element for anti-tampering
  • Fig. 6 shows an embodiment of a lock cylinder with a capacitive sensor for detecting closure and locking states and near field events in the door area.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of the lock cylinder core with a lateral ball arrangement for an angle-dependent key lock
  • Fig. 8 is a schematic representation of the lock cylinder core, each with two laterally placed balls with an enlarged by a memory metal distance
  • Fig. 1 shows a schematic representation of the lock cylinder with a container.
  • the lock cylinder C is connected to a resting on a door leaf B container 4, which receives the regenerative energy source 1, the energy storage 2 and the electronics 3 of the lock cylinder.
  • the external shape of the container 4 corresponds to the conventional form of a door fitting or a lock cylinder rosette and sits in a similar manner in the vicinity of a door handle A.
  • the container is located exactly where according to the relevant building standards firmly connected to the door leaf Rosettes or door fittings are attached. When viewed from the outside, door fitting and lock cylinder thus correspond to the known building standards, although a technical difference can not be deduced from the mold alone.
  • the container 4 is not connected to the door leaf B, but with the housing 5 of the lock cylinder C.
  • the rotating core in the interior of the lock cylinder is extended to the top of the container 4 and protrudes from this with an end piece 25.
  • the container 4 and the lock cylinder C thus form a unit.
  • a ceramic dome with an antenna placed on the dome At the end of the rotating core is placed a ceramic dome with an antenna placed on the dome. On the opposite side of a ceramic dome is also attached to the end of the rotating core, so that it is formed with an opposite pair of antennas.
  • the pair of antennas connected to the lock cylinder allows wireless communication with an external and central radio center. This communication is used to comfortably update the access data for each of the distributed system components in the building. Dad urch eliminates a tedious expiration of each lock cylinder within the building with a "data spoon".
  • the container 4 may be connected in addition to the connection with the housing of the cylinder with the door leaf, the opposite rosette or the opposite door fitting.
  • the container 4 is placed on the inside of the door.
  • the container 4 serves to receive a regenerative energy source 1, an energy store 2 and an evaluation and control electronics 3.
  • the regenerative energy source 1 is designed in the example of FIG. 2 as a solar cell.
  • a thermo-capacitive generator is also considered.
  • the surface of the container 4 consists of the solar cell or is covered with such. Particularly favorable is the use of a low-light Solar cell, which provides sufficient current efficiency even with diffused scattered light or a selective light spectrum.
  • the solar cell can also serve as a light sensor for detecting lighting conditions in the context of building monitoring.
  • the container 4 may also be provided with a heat sink, i. H. a pin block, be connected or even serve as a heat sink.
  • a heat sink i. H. a pin block
  • miniaturized Peltier elements are arranged between the container and the pin block, which generate electrical energy from the temperature difference between the two components and make them available to the system. The outside and inside temperatures at the door must be sufficiently different.
  • the regenerative energy sources i. the solar cell or the aforementioned thermo-capacitive Peltier generator store the energy generated in the internal energy store.
  • energy storage can serve a lithium-ion battery. Since the regenerative power generation is subject to seasonal or daily fluctuations due to temperature fluctuations or changing lighting conditions and the thermomechanical actuators described in more detail below are dependent on short and high energy inputs, such energy buffering is imperative.
  • the energy buffer should have the following useful properties: It should ensure at least one energy storage over several minutes for a short, strong switching pulse. Furthermore, the energy storage should be able to bridge a dark period, for example, at night between 22.00 clock and 6.00 clock in the morning. Energy storage is also advantageous for bridging a seasonal period, e.g. the winter months between November and January.
  • Fig. 3 shows an exemplary embodiment of an ID carrier serving as a closing means, which also serves as an external regenerative source of energy.
  • the ID carrier is formed as a key 30 having a solar cell 28 integrated with the key handle and an external battery 27.
  • a charging current is conducted from the external battery 27 into the components arranged inside the container 4, in particular the energy buffer arranged therein.
  • This light and dark times or seasonal fluctuations can be compensated particularly effectively and quasi-continuous, if it is possible to keep the key 30 in a brightly lit place.
  • the electrical energy generated by the solar cell and stored by the battery can also be used for the operation of a recognition system accommodated in the key for detecting biometric features, for example a fingerprint.
  • Fig. 4 shows an exemplary embodiment of a thermo-mechanical actuator 40 arranged in the lock cylinder C for locking and unlocking the lock cylinder.
  • Fig. 4 shows the lock cylinder C and the rotating core 20 disposed inside the lock cylinder. In part a) of the figure, the locked position of the lock cylinder is shown, while part b) of the figure shows the unlocked position.
  • a memory metal 43 is arranged, which is combined with an adapter 41.
  • the memory metal and the adapter form the thermo-mechanical actuator of the illustrated embodiment.
  • the actuator acts on the locking pins 45. These are pressed in the locked state by a series of springs 46 in the rotating core and lock the Schl iesszylinder.
  • the material of the memory metal consists of a shape memory alloy, which is heated by an electrical resistance and upon reaching a certain temperature their metallurgical structure and thus their outer shape changes.
  • the adapter 41 When heated, the adapter 41 pushes the locking pins 45 against the acting spring force out of the openings of the rotating core, so that the core can rotate freely. After the memory metal cools, the locking pins snap back into you through the openings in the core as soon as it is turned to the appropriate position.
  • the energization of the memory metal can be carried out to increase the efficiency in a suitable pulse-pause ratio.
  • the energy required to reach the transition temperature can be accurately determined and optimized by measuring the ambient temperature. The measurement of the changed electrical resistance after the transformation of the structure in the memory metal allows feedback on the correct operation of the actuator.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a thermo-mechanical actuator which is protected against external manipulation by an alternating second element 50.
  • the part a) of Fig. 5 shows the locked position of the lock cylinder in a normal state, the part b), the adjusting itself after an external manipulative heat supply, still locked, state.
  • a second memory metal 51 is provided with a second adapter 52 which acts on a series of second locking pins 53.
  • this second actuator 50 is designed so that it does not cause locking of the core in the normal state in a locked by the first actuator rotating core.
  • the first actuator releases the lock, while the second actuator locks the rotating core of the lock cylinder via the second adapter 52.
  • An unlocking of the Schl intezylinders is only really possible by the first actuator 40 is specifically applied to a power supply so that the second actuator is not affected.
  • the memory metal alloy of the second actuator has a lower transformation temperature than the Le gation of the first actuator.
  • actuator principles such as magnets or bobbins, require a larger installation space and are not meaningfully integrated into a lock cylinder with standard dimensions.
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of a lock cylinder with a capacitive sensor 60 for detecting closure and locking states as well as events in the near field of the door.
  • a closed door is shown in the lower part of the figure, the door is open.
  • the lock cylinder C is in the door leaf B, while the capacitive sensor 60 is housed in the container 4.
  • the measuring field 61 is determined by the respective device properties of the sensor.
  • the capacitive sensor completely replaces the otherwise fully wired tactile sensors.
  • the principle of the sensor is based on a frequency balance between a constant and a variable frequency, which abut an antenna.
  • the variable frequency is detuned. This change is calculated as the difference between the constant and the variable frequency signal.
  • the change in capacity is triggered by almost any physical event, such as an approaching person, an ax destroying the door leaf, a person walking through an open door frame, moving the lock bolt, etc.
  • the lock cylinder can thus open and close the door , Lock positions of the lock bolt, burglaries and intrusion attempts, and person approaches and passes register with direction detection.
  • the capacitive sensor in an expedient embodiment is designed as follows.
  • a first resonant circuit is constructed in such a way that it has a fixed and essentially invariable reference frequency.
  • the reference frequency may be, for example, 100 kHz.
  • the second voltage-controlled resonant circuit consists in an exemplary embodiment of an embodiment of a resistance oscillator and a capacitor open to dimensional changes within the environment.
  • the frequency of the second resonant circuit has an amount which is adjusted relative to the reference frequency by a defined frequency difference.
  • the frequency of the second resonant circuit is at a slightly higher frequency than the reference frequency, for example at 101 kHz.
  • a mixing frequency results from the difference between the variable frequency of the second resonant circuit and the reference frequency. Is e.g. the second frequency 101 kHz and the reference frequency 100 kHz, the result for the mixing frequency is an amount of 1 kHz.
  • a further advantageous embodiment provides the following tuning of the two oscillatory circuits:
  • the second oscillator is operated with an n-fold frequency of the first oscillator or alternatively with a n / m-times frequency of the first oscillator.
  • n and m are integers.
  • the mixture of the two oscillator frequencies gives a proportion of the mixing frequencies at a low frequency to near 0 Hz.
  • the difference frequency is formed between the nth harmonic of the first oscillator and the mth harmonic of the second oscillator.
  • a shaping of the oscillator output signals into a square wave, a pulse train or the like further signal forms is provided before being fed into a frequency mixer.
  • the mixing frequency allows a fixed value for the mixing frequency to be used as the output value for the sensor calibration, to which the "sensor calibrated" measuring signal can be assigned, which is stored within the sensor or within the electronics of the locking cylinder.
  • the oscillator voltage on the second resonant circuit By adjusting the oscillator voltage on the second resonant circuit, the slowly drifting mixing frequency is reset to the calibrated value.
  • the oscillator voltage associated with adjustment to the calibrated mixing frequency is referred to as the current state adjustment voltage.
  • a filter is used in which higher vibration frequencies are hidden.
  • the mixing frequency changes abruptly and the sensor is activated with a "wake-on-sleep" process an interrupt within the circuit for the control of the oscillator voltage and / or the circuit for determining the mixing frequency.
  • the interrupt can be activated in particular at a vanishing mixing frequency (0 kHz) or at a zero crossing of the mixing frequency.
  • the interrupt causes a higher measurement clock in the determination of the mixing frequency of, for example, 1 measurement per second to 10 measurements per second.
  • a time-dependent progress signal is recorded, which can be evaluated and classified in a detection unit.
  • the quotient Q can be calculated from the total time interval t of the disturbance, the frequency change ⁇ f of the mixing frequency and the adjustment voltage U via the relationship
  • the waveform can be classified.
  • Particular parameters relate in particular to the voltage level of the setting voltage reached, the time window of the signal, the sign of the change in the setting voltage, a speed or a drift of the signal and the general frequency behavior over time.
  • the classification allows an assignment to events, such as an approach of a human, an open door, a burglary attempt, etc.
  • Empirical experiments have shown that at a reference frequency of 100 kHz, the mixing frequency reaches the following values for the following events:
  • the senor consists of inexpensive electronic components and has a high analytical value from the combined evaluation of the parameters time, voltage and frequency.
  • Fig. 7 shows a schematic representation of the lock cylinder core with a side ball arrangement for a key lock during the rotation during the closing operation.
  • An important safety aspect is the protection against accidental or intentional removal of the key in an unlocked position of the rotating core. It should be prevented that the lock remains in an unlocked intermediate position, without the key is in the lock cylinder. The key may under these circumstances only be pulled out of the lock when the Lock cylinder or its rotating core, located in a defined angular position.
  • Fig. 7 shows two with respect to the key slot laterally disposed holes 46 in the rotating core 20, which open in the closed position shown on recesses 46a in the storage of the rotating core.
  • sliding locking elements 47 are arranged, which are formed in the embodiment shown here as balls.
  • the inserted into the key slot key 30 has a number of lateral level modeling formations 30a, in particular grooves, in any shape, on.
  • the locking elements 47 slide into the formations and slip back under the action of gravity in the rotating core. For this reason, the bores 46 are made sloping toward the center of the rotating core.
  • This modified further embodiment of the second actuator consists of an arrangement of two locking elements 47, which are again formed as balls in this example.
  • the balls are arranged freely displaceable in the already mentioned, to the center of the rotating core sloping down bore 46.
  • a memory metal 51 in the form of a spring or a Spyder.
  • the memory metal expands and pushes the balls through the bore 46 both into the interior of the rotating core 20 and outwardly into the formations 46a of the housing 5. This prevents rotation of the rotating core and the lock cylinder forcibly locked.
  • the positive lock is released by the key 30 is inserted into the key slot.
  • the displaced by the key, projecting into the key slot blocking element is pushed out of the key slot and presses against the memory metal.
  • the memory metal 51 is compressed and returns to its original shortened state. As a result, slides the assembly of the locking elements and the memory metal within the bore 46 by the action of gravity down and releases the blockage.
  • a particular advantage of the in Fig. 8 embodiment shown is that the second actuator can also be used as Abziehsperre the inserted key in the sense of the embodiment shown in Fig. 7.
  • the second actuator acts in the state shown in Fig. 8 above in exactly the same manner as in the embodiment in FIG. 7.
  • the entire actuator assembly of the locking elements and the memory metal on the length of Abziehsperre of FIG. 7 corresponding overall length, which prevent withdrawal of the key as described in Undefined angular positions of the rotating core.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Schließzylinder. Erfindungsgemäß ist dieser gekennzeichnet durch ein mit einem eine regenerative Energiequelle (1), einen Energiespeicher (2) und eine Auswerte- und Steuerelektronik (3) enthaltendes Behältnis (4) verbundenes Gehäuseteil (5). Bei einer Ausführungsform ist die regenerative Energiequelle (1) eine photovoltaische Energiequelle (10) und/oder ein thermokapazitiver Generator in Verbindung mit einer Energiepufferung (15) in Form eines internen Akkumulators. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist im rotierenden Kern (20) eine elektrisch leitende Kontaktierung für einen Ladestrom von einer in einem Schlüssel (30) integrierten Batterieeinheit (27) in den dem Schließzylinder zugeordneten elektrischen Energiepuffer (15) vorgesehen. Eine Verfahren zur Entriegelungssteuerung eines elektromechanischen Schließzylinders ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein in einem Schließzylinder angeordneter thermomechanischer Aktuator (40) durch einen Energieimpuls mit einer festgelegten Dauer und Stärke bzw. einem festgelegten Puls-Pause-Verhältnis angetrieben wird, wobei dieser auf eine Reihe Sperrstifte (45) so einwirkt, dass eine Blockierung der Kerndrehung des Schließzylinders aufgehoben wird.

Description

Elektromechanischer Schließzylinder und Verfahren zur Entriegelungssteuerung eines elektromechanischen Schließzylinders
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Schließzylinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Entriegelungssteuerung eines elektromechanischen Schließzylinders nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Neben den rein mechanischen, d .h. ausschließlich durch das Einführen von Schlüsseln zu betätigenden Schließanlagen und Schließzylindern sind zunehmend elektronische bzw. elektromechanische Schließzylinder im Gebrauch, die aufgrund ihrer Konstruktion ein erhöhtes Maß an Sicherheit bieten. Derartige Schließanlagen oder Schließzylinder können sehr vorteilhaft in übergreifende Überwachungs- und Gebäudesicherungsanlagen integriert werden. Im allgemeinen verfügen elektromechanische bzw. elektronische Schließzylinder über eine autarke Spannungsversorgung, um diese netzunabhängig betreiben zu können.
Die gegenwärtig verwendeten Schließanlagen und Zutrittskontroll-Systeme sind in ihrer Anwendung jedoch in vielerlei Hinsicht nachteilig . Elektromechanische Schließzylinder sind komplizierter als rein mechanische Schließzylinder aufgebaut und bedürfen aus diesen Gründen einer regelmäßigen Wartung und Überprüfung . So müssen beispielsweise die Batterien derartiger Schließzylinder regelmäßig, in der Regel innerhalb weniger Monate, auf ihren Ladungszustand überprüft und gegebenenfalls ausgetauscht oder wieder neu aufgeladen werden. Der damit verbundene Arbeitsaufwand und das Ärgernis, wenn ein Batteriewechsel versäumt wurde und der Schließzylinder aus diesem Grund funktionsuntüchtig geworden ist und aufgebohrt werden muss, ist aus begreiflichen Gründen sehr nachteilig. Zudem sind die Batterien und die Auswerteelektronik derartiger Systeme in der Regel in klobigen und unförmigen Knäufen oder Handhaben am Schließzylinder oder in sehr aufwänd igen ID- Trägern untergebracht, die architektonisch, ästhetisch oder aus rein prakti- sehen Gründen für die Gebäudebetreiber und Benutzer nur schwer akzeptabel sind.
Weiterhin ist die regelmäßige Datenpflege für ein dezentral im Gebäude verteiltes Schließsystem mit großem Aufwand verbunden. Bei den heute verfügbaren Systemen müssen Aktualisierungen von Zutrittslisten mit Datenträgern jeweils einzeln auf die Schließzylinder überspielt werden. Damit sind zeitraubende Wartungsarbeiten verbunden, besonders dann, wenn die Zutrittslisten täglich aktualisiert werden müssen.
Nicht zuletzt fehlt den gegenwärtig erhältlichen elektronischen bzw. elektro- mechanischen Schließzylindern eine Sensorik, die dem Verwalter bzw. den Sicherungspersonal Informationen über den Schließ- und Verriegelungszustand der Türen liefert. Personen, die als Begleitung eines Schlüsselträgers durch die Tür eintreten, werden nicht erkannt. Diese Informationen müssen zusätzlich durch verkabelte Sensoren oder Kameras gewonnen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese dargestellten Probleme zu lösen. Zusätzlich dazu ist eine Möglichkeit anzugeben, eine Ver- bzw. Entriegelung für einen elektromechanischen Schließzylinder anzugeben, die in einer einfachen Weise eine sehr wirksame und zuverlässige Verriegelung ermöglicht, die durch äußere Manipulationen nicht oder zumindest nur unter einem unverhältnismäßig großen Aufwand beeinflusst werden kann.
Die Lösung der Aufgaben erfolgt mit einem elektromechanischen Schließzylinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren zur Entriegelungssteuerung mit den Merkmalen des Anspruchs 11, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausführungsformen und Merkmale des Schließzylinders bzw. des Verfahrens enthalten.
Erfindungsgemäß ist der elektromechanische Schließzyl inder durch ein mit einem eine regenerativen Energiequelle, einen Energiespeicher und eine Auswerte- und Steuerelektronik enthaltenden Behältnis verbundenes Gehäuseteil gekennzeichnet. Das Behältnis ist somit nicht wie üblich mit dem Türblatt ver- bunden, sondern bildet einen Teil des Schließzylinders selbst. Damit ist das Behältnis mit den elektronischen Komponenten zwangsläufig genau dort platziert, wo sich für gewöhnlich die Türbeschläge bzw. Rosetten befinden. Das Behältnis kann damit dem äußeren Eindruck nach problemlos als ein Teil eines Türbeschlags ausgeführt sein.
Die regenerative Energiequelle macht eine Überprüfung eines Ladungszustandes einer Batterie oder eines Akkus überflüssig, der Energiespeicher gleicht Ladungsspitzen und Zeiten mit Unterversorgungen aus. Die Auswerte- und Steuerelektronik stellt die kommunikative Verbindung zu einem übergreifenden Sicherungs- und Überwachungssystem her und steuert die Schließ- und Entriegelungsvorgänge.
Die regenerative Energiequelle ist eine photovoltaische Energiequelle und/oder ein thermokapazitiver Generator in Verbindung mit einer Energie- pufferung . Die photovoltaische Energiequelle nutzt die im Raum vorhandene Energie aus der Beleuchtung, der thermokapazitive Generator setzt ein Temperaturgefälle zwischen einer Umgebung und einem Innenraum in elektrische Energie zum Betrieb des Schließzylinders um.
Ein rotierender Kern des Schließzylinders kann in einer bevorzugten Ausführungsform mit an dessen Abschlussstücken angeordneten Antennenabschnitten für eine drahtlose Datenübertragung mit einer zentralen Systemverwaltung vorgesehen sein. Dadurch entfällt ein umständliches, zeit- und wegeintensives Ablaufen der Schließzylinder zum Auslesen von Transpondern oder kontaktbehafteten Einrichtungen zum Feststellen eines Schließzustandes. Die Antennenabschnitte senden in einfacher Weise den jeweiligen Betriebszustand, beispielsweise gespeicherte Zutrittsberechtigungen und aktuelle Zutrittsprotokolle, Verschluss- und Verriegelungzustand der Tür. Ladezustand der Batterie, Lichtverhältnisse an der Innenseite der Tür usw., drahtlos an eine zentrale Überwachungseinrichtung .
Der Energiespeicher kann in einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform auch als ein Teil eines zu dem Schließzylinder passenden Schließmittels, ins- besondere eines Schlüssels, ausgebildet sein, der für eine Energieübertragung an den Schließzylinder vorgesehen ist. Dadurch werden die energieverbrauchenden Teile des Schließzylinders automatisch bei jedem Schließvorgang mit Energie versorgt.
Die Abschlusstücke des rotierenden Kerns sind zweckmäßigerweise aus einem keramischen Material ausgeführt. Keramische Materialien wirken elektrisch isolierend, sind aber neutral gegenüber elektromagnetischen Wechselwirkungen.
Daher können bei einer vorteilhaften Ausführungsform in den keramischen Abschlussstücken kapazitive, induktive und/oder funktechnische Übertragungseinrichtungen enthalten sein.
Die keramischen Abschlussstücke weisen zweckmäßigerweise eine Formgebung auf, die die Kraftübertragung zwischen dem Schlüssel und dem rotierenden Kern des Schließzylinders erleichtern bzw. ermöglichen.
Der rotierende Kern weist mindestens eine, durch niveauvariierende Seiten- ausformungen des Schlüssels verschiebbare Anordnung von Sperrelementen und das Gehäuse des Schließzylinders mindestens eine Aussparung zur Aufnahme der sich verschiebenden Anordnung der Sperrelemente auf, wobei das Zusammenwirken der mindestens einen Anordnung der Sperrelemente und Aussparung ein Herausziehen des Schlüssels nur bei einer definierten Winkelstellung des rotierenden Kerns ermöglicht.
Dadurch kann der Schlüssel nur in einer für den Benutzer eindeutigen Stellung in das Schloss eingeführt bzw. herausgezogen werden.
Im rotierenden Kern ist bei einer Ausführungsform eine elektrisch leitende Kontaktierung für einen Ladestrom von einer in dem Schließmittel, insbesondere dem Schlüssel, integrierten externen Batterieeinheit in einen dem Schließzylinder zugeordneten elektrischen Energiespeicher vorgesehen. Diese Kontaktierung ermöglicht das vorhergehend erwähnte Aufladen des Energie- Speichers des elektromagnetischen Schließzylinders mittels des eingesteckten Schlüssels bei jedem Schließvorgang.
Weiterhin kann zusätzlich ein kapazitiver Sensor zum Erfassen eines Ver- schlusszustandes, eines Verriegelungszustandes und für Ereignisse im Nahfeld des Schließzylinders vorgesehen sein. Der Schließzylinder kann damit nicht nur eine reine Schließ- und Verriegelungsfunktion, sondern auch Über- wachungs- und Kontrollfunktionen ausführen.
Bei einer Ausführungsform ist der kapazitive Sensor aus einem ersten Schwingkreis mit einer Referenzfrequenz und einem zweiten spannungsgeregelten Schwingkreis mit einer sich gegenüber der Referenzfrequenz um einen definierten Betrag unterscheidenden zweiten Frequenz ausgebildet, wobei eine sich aus beiden Frequenzen ergebende kalibrierte und sich durch Umweltereignisse verändernde Mischfrequenz ergibt, die intervallgetaktet gemessen wird. Die Veränderung der Eigenfrequenz eines Schwingkreises unter dem Einfluss wechselnder Umwelteinflüsse stellt eine sehr sensitive und leicht zu verfolgende Messgröße dar.
Zur Einstell ung der Oszillatorspannung des zweiten Schwingkreises ist bei einer zweckmäßigen Ausführungsform eine Einstellschaltung vorgesehen. Diese Schaltung hält die Mischfrequenz auf einer definierten Differenzfrequenz zwischen der Referenzfrequenz und der zweiten Frequenz und gibt eine Einstellspannung für die definierte Differenzfrequenz aus. Damit bildet die Einstellspannung ein messtechnisch leicht zu erfassendes Messsignal .
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung beinhaltet die Einstellschaltung einen Interrupt bei einer verschwindenden Mischfrequenz. Dabei wird nach dem Aktivieren des Interrupts die Intervalltaktung der Mischfrequenzmessungen beschleunigt. Eine verschwindende Mischfrequenz zeigt dabei eine erhebliche Veränderung in der Umgebung des kapazitiven Sensors, beispielsweise die Annäherung einer Person, das Öffnen der Tür usw., an und führt somit zu einem Aktivsetzen des Sensors. Zweckmäßigerweise ist zusätzlich eine Erfassungseinheit über die veränderliche Einstellspannung vorgesehen, die eine Ereignisklassifizierung in der Umgebung des kapazitiven Sensors ausführt. Die Erfassungseinheit registriert die genaue Art und Gestalt des veränderten Messsignals und ermittelt dadurch d ie genaue Art der sich im Sensorbereich ereignenden Störung .
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform bestimmt die Erfassungseinheit die Ereignisklassifizierung aus dem Quotienten zwischen gemessener Mischfrequenzänderung und Einstellspannung, multipliziert mit einer gemessenen Zeitdauer der Mischfrequenzänderung . Aus empirischen Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass der durch diese Relation bestimmte Wert besonders deutlich und gut unterscheidbar mit den jeweiligen Arten der Störungen im Bereich des kapazitiven Sensors korreliert ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Behältnis des Schließzylinders in Form und Anmutung einer herkömmlichen Schließzylinderrosette und/oder einem herkömmlichen Türbeschlag entspricht. Für einen Betrachter entsteht dabei der Eindruck, dass Türbeschlag und Zylinder baulich nach den herkömmlichen Einbauformen ausgeführt sind und technisch nicht verändert wurden. Dies ist vor allem in den Bereichen des Einbruchschutzes, aber auch auf dem Gebiet der Denkmalpflege und Architektur sehr vorteilhaft.
Ein Verfahren zur Entriegelungssteuerung eines elektronischen Schließzylinders ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein in einem Schließzylinder angeordneter thermomechanischer Aktuator durch einen Energieimpuls mit einer festgelegten Dauer und Stärke und/oder einem festgelegten Puls-Pause-Verhältnis angetrieben wird, wobei dieser auf eine Reihe Sperrstifte so einwirkt, dass eine Blockierung der Kerndrehung des Schließzylinders aufgehoben wird .
Die im Schließzylinder angeordneten Sperrstifte werden also nicht oder nicht ausschließlich durch die Form eines Schlüssels in die Entriegelungsstellung gebracht. Vielmehr sorgt der thermomechanische Aktuator innerhalb des Schließzylinders dafür, dass die Sperrstifte in die Entriegelungsstellung gebracht werden.
In einer konkreten Ausführungsform des Verfahrens verschiebt bei einer Erwärmung der mindestens eine thermomechanische Aktuator mindestens einen diesem zugeordneten Sperrstift gegen eine entgegengesetzt wirkende Federkraft aus dem rotierenden Kern so weit, dass dessen freie Drehung ermöglicht wird. Bei einer Abkühlung des Aktuators erfolgt infolge der Federkraft eine Rückbewegung des mindestens einen Sperrstiftes so, dass bei einer Drehung des rotierenden Kerns in Verschlussstellung ein Einrasten des Sperrstiftes in eine Sperrstellung erfolgen kann.
Dies hat den Vorteil, dass der Aktuator nur in dem Moment in Aktion treten muss, wenn der Entriegelungsvorgang ausgeführt werden soll. Das Halten des Schließzylinders in der entriegelten Stellung erfolgt nicht durch die Einwirkung des Aktuators, sondern durch die Gestaltung des Schließzylinders. Diese führt auch dazu, dass die Sperrstellung der Sperrstifte bei einem Abschließen von selbst wieder hergestellt wird. Dadurch wird der Aktuator nur kurzzeitig beansprucht, verschleißt nicht so schnell, und der Energieverbrauch für den Betrieb des Aktuators wird auf ein Minimum reduziert.
Über eine Messung der äußeren Umgebungstemperatur wird bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens die optimale Energiemenge zum Betreiben des thermomechanischen Aktuators bestimmt. Die ordnungsgemäße Funktion des Aktuators wird über eine Kontrollmessung dessen Innenwiderstandes überprüft.
Dadurch wird berücksichtigt, dass die Funktionstüchtigkeit eines thermomechanischen Aktuators in empfindlicher Weise vom Temperaturgefälle zwischen dem Aktuator und dessen Umgebung abhängt. Wenn die Umgebungstemperatur zu niedrig ist, führt ein auf den Aktuator gegebener Energiebetrag nicht zu einer ordnungsgemäßen Aktuatorfunktion. Der Energiebetrag muss in diesem Falle erhöht werden. Deswegen wird die jeweils herrschende Umgebungstemperatur bestimmt und der Energiebetrag daraufhin angepasst. Weiterhin ist o
der Innenwiderstand des Aktuators deswegen von Bedeutung, weil dessen Größe ein Maß für die Erwärmung des Aktuators bei der Beaufschlagung mit einem gegebenen Energiebetrag ist. Sinkt der Innenwiderstand des Aktuators unter einen bestimmten Wert, kann es sein, dass die Beaufschlagung des Aktuators mit einem Energiebetrag nicht mehr zu einer ordnungsgemäßen Aktu- atorfunktion führt. Die Messung des Innenwiderstandes des Aktuators kann diesen Zustand frühzeitig erkennen und signalisieren.
Zweckmäßigerweise wirkt dem ersten mindestens einen thermomechanischen Aktuator ein alternierend arbeitender zweiter Aktuator entgegen, sodass bei einem unzulässigen Manipulationsversuch durch eine äußere Wärmeeinwirkung mittels des zweiten Aktuators eine durch den ersten Aktuator bewirkte Entriegelung durch eine Verriegelung unwirksam gemacht wird. Dadurch wird sichergestellt, dass die Entriegelung ausschließlich nur durch den auf den ersten Aktuator einwirkenden beschriebenen Energieimpuls erfolgen kann.
Zweckmäßig ist es, wenn die durch den zweiten Aktuator bewirkte Verriegelung infolge einer niedrigeren Umwandlungstemperatur früher als die Entriegelung des ersten Aktuators einsetzt. Dadurch verriegelt der zweite Aktuator bei einem Manipulationsversuch frühzeitig, wodurch die Sicherheitswirkung des Verfahrens deutlich verstärkt wird.
Ein elektromechanischer Schließzylinder zum Ausführen des genannten Verfahrens ist durch mindestens einen auf die Sperrstifte des Schließzylinders einwirkenden, die Sperrstifte in einen Entriegelungszustand schiebenden thermomechanischen Aktuator in Verbindung mit einer Energiequelle zum Betreiben des Aktuators gekennzeichnet.
Zweckmäßigerweise enthält der mindestens eine thermomechanische Aktuator ein Memory-Metall mit einer ersten, die Sperrstifte in einer Verriegelungstellung haltenden Form und einer zweiten, die Sperrstifte in einer Entriegelungsstellung haltenden Form. Derartige Memory-Metalle nehmen im Zustand der Erwärmung durch Änderungen im Gefüge eine ihnen aufgeprägte Form an. Diese drückt die Sperrstifte in die Entriegelungsstellung. Die Anordnung besteht zweckmäßigerweise aus mindestens zwei thermome- chanischen Aktuatoren in einer alternierend wirkenden Anordnung, wobei bei einer äußeren manipulativen Wärmeeinwirkung der erste Aktuator mindestens einen ersten Sperrstift in einer Entriegelungsstellung und der zweite Aktuator mindestens einen zweiten Sperrstift in einer Verriegel ungsstellung hält.
Bei einer weiteren entriegelbaren Ausführungsform ist der zweite Aktuator aus einem ersten und einem zweiten durch ein Memory-Metall verbundenen Sperrglied ausgebildet. Bei dieser Anordnung ist durch einen eingeschobenen Schlüssel das unter Wärmeeinwirkung ausgedehnte Memory-Metall durch ein durch den Schlüsselkörper bewirktes Verschieben des ersten Sperrgliedes zusammendrückbar und der zweite Aktuator aus der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung überführbar.
Eine derartige Ausführungsform bietet den sicherheitsrelevanten Vorteil, dass beispielsweise bei einem Brand, bei dem der zweite Aktuator durch die Hitzeeinwirkung eine verriegelte Stellung einnimmt, der Schl ießzylinder jederzeit mittels eines Schlüssels aufschließbar ist, Fluchttüren nicht blockiert bleiben und sich in einem Raum eingeschlossene Personen jederzeit befreien können, während andererseits die vollständige Sicherheit und Widerstandsfähigkeit des Schließzylinders gegenüber äußeren Manipulationen gewährleistet ist.
Der erfindungsgemäße elektromechanische Schließzylinder und das Verfahren zur Entriegelungssteuerung sollen nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es werden für gleiche bzw. gleich wirkende Teile die selben Bezugszeichen verwendet. Zur Verdeutlichung dienen die Figuren 1 bis 6.
Es zeigt:
Fig . 1 eine schematische Darstellung des Schließzylinders mit einem Behältnis zur Aufnahme der regenerativen Energiequelle, des Energiespeichers und der Auswerte- und Steuerelektronik, Fig. 2 eine schematische Darstellung des Schließzylinders mit einem Behältnis mit einer integrierten photovoltaischen Zelle,
Fig. 3. eine beispielhafte Ausführungsform für einen ID-Träger mit einer in den ID-Träger integrierten photovoltaischen Zelle,
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für ein thermomechanisches Kupplungselement und einen Aktuator nach dem Memory-Metall-Prinzip,
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel für ein thermomechanische Kupplungselement in Kombination mit einem alternierend wirkenden zweiten Kupplungselement zur Manipulationssicherung,
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel für einen Schließzylinder mit einem kapazitiven Sensor zum Erfassen von Verschluss- und Verriegelungszuständen sowie Nahfeldereignissen im Türbereich.
Fig. 7 eine schematische Darstellung des Schließzylinder-Kerns mit einer seitlichen Kugelanordnung für eine winkelabhängige Schlüsselverriegelung,
Fig. 8 eine schematische Darstellung des Schließzylinder-Kerns mit jeweils zwei seitlich platzierten Kugeln mit einem durch ein Memory-Metall vergrößerbaren Abstand
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Schließzylinders mit einem Behältnis. Der Schließzylinder C ist mit einem auf einem Türblatt B aufliegenden Behältnis 4 verbunden, das die regenerative Energiequelle 1, den Energiespeicher 2 und die Elektronik 3 des Schließzylinders aufnimmt. Die äußerliche Form des Behältnisses 4 entspricht der herkömmlichen Form eines Türbeschlags bzw. einer Schließzylinder-Rosette und sitzt in einer entsprechenden Weise in der Nähe einer Türklinke A. Das Behältnis befindet sich genau dort, wo nach den einschlägigen Baunormen die fest mit dem Türblatt verbundenen Rosetten bzw. Türbeschläge angebracht sind . Bei äußerer Betrachtung entsprechen somit Türbeschlag und Schließzylinder den bekannten Baunormen, wobei ein technischer Unterschied aus der Form allein nicht entnommen werden kann.
Das Behältnis 4 ist jedoch nicht mit dem Türblatt B, sondern mit dem Gehäuse 5 des Schließzylinders C verbunden. Der rotierende Kern im Innern des Schließzylinders ist bis an die Oberseite des Behältnisses 4 verlängert und steht aus diesem mit einem Abschlussstück 25 hervor. Das Behältnis 4 und der Schließzylinder C bilden somit eine Einheit.
Am Ende des rotierenden Kerns ist eine keramische Kalotte mit einer auf die Kalotte aufgesetzten Antenne platziert. Auf der gegenüber liegenden Seite ist am Ende des rotierenden Kerns ebenfalls eine keramische Kalotte angebracht, sodass damit ein sich gegenüber liegendes Antennenpaar ausgebildet ist. Das mit dem Schließzylinder verbundene Antennenpaar erlaubt eine drahtlose Kommunikation mit einer externen und zentralen Funkzentrale. Diese Kommunikation dient der komfortablen Aktualisierung der Zutrittsdaten für jede einzelne der dezentral im Gebäude verteilten Systemkomponenten. Dad urch entfällt ein wegeaufwändiges Ablaufen der einzelnen Schließzylinder innerhalb des Gebäudes mit einem „Datenlöffel".
Das Behältnis 4 kann zusätzlich zu der Verbindung mit dem Gehäuse des Zylinders mit dem Türblatt, der gegenüber liegenden Rosette bzw. dem gegenüber liegenden Türbeschlag verbunden sein. Vorteilhafterweise ist das Behältnis 4 auf der Innenseite der Tür platziert.
Wie aus Fig . 2 zu entnehmen ist, dient das Behältnis 4 zur Aufnahme einer regenerativen Energiequelle 1, eines Energiespeichers 2 und einer Auswerte- und Steuerelektronik 3. Die regenerative Energiequelle 1 ist in dem Beispiel aus Fig. 2 als eine Solarzelle ausgeführt. Alternativ kommt auch ein thermoka- pazitiver Generator in Betracht. In einer vorteilhaften Ausführungsform besteht die Oberfläche des Behältnisses 4 aus der Solarzelle oder ist mit einer solchen bedeckt. Besonders günstig ist die Verwendung einer Schwachlicht- Solarzelle, die bereits bei diffusem Streulicht oder einem selektivem Lichtspektrum eine ausreichende Stromausbeute liefert. Die Solarzelle kann darüber hinaus als ein Lichtsensor zur Erkennung von Beleuchtungszuständen im Rahmen der Gebäudeüberwachung dienen.
Alternativ dazu kann das Behältnis 4 auch mit einer Wärmesenke, d. h. einem Pin-Block, verbunden sein oder selbst als Wärmesenke dienen. Zwischen dem Behältnis und dem Pin-Block sind in diesem Fall miniaturisierte Peltier-Ele- mente angeordnet, die aus der Temperaturdifferenz der beiden Komponenten elektrische Energie erzeugen und diese dem System zur Verfügung stellen. Dabei müssen sich an der Tür die Außen- und Innentemperatur hinreichend stark unterscheiden.
Die regenerativen Energiequellen, d.h. die Solarzelle oder der erwähnte ther- mokapazitive Peltier-Generator, speichern die erzeugte Energie in dem internen Energiespeicher ab. Als Energiespeicher kann ein Lithium-Ionen-Akku dienen . Da die regenerative Energieerzeugung jahreszeitlichen oder tageszeitlichen Schwankungen aufgrund vom Temperaturschwankungen oder wechselnden Beleuchtungsverhältnissen unterworfen ist und die weiter unten näher beschriebenen thermomechanischen Aktuatoren auf kurze und hohe Energiezufuhren angewiesen sind, ist eine solche Energiepufferung zwingend notwendig . Im allgemeinen sollte der Energiepuffer folgende zweckmäßige Eigenschaften besitzen: Er sollte mindestens eine Energiespeicherung über mehrere Minuten für einen kurzen starken Schaltpuls gewährleisten. Weiterhin sollte der Energiespeicher eine Dunkelperiode überbrücken können, beispielsweise nachts zwischen 22.00 Uhr und 6.00 Uhr morgens. Vorteilhaft ist auch eine Energiespeicherung zur Überbrückung einer jahreszeitlichen Periode, z.B. der Wintermonate zwischen November und Januar.
Die bislang üblichen Batteriewechsel an den dezentral im Gebäude verteilten Schließzylindern können dabei entfallen.
Fig . 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen als Schließmittel dienenden ID- Träger, der außerdem als externe regenerative Energieq uelle dient. Bei die- sem Ausführungsbeispiel ist der ID-Träger als ein Schlüssel 30 mit einer in den Schlüsselgriff integrierten Solarzelle 28 und einem externen Akku 27 ausgebildet. Bei jedem Einstecken des Schlüssels 30 in den Schließzylinder C wird ein Ladestrom von dem externen Akku 27 in die innerhalb des Behältnisses 4 angeordneten Komponenten, insbesondere die darin angeordnete Energiepuf- ferung geleitet. Damit können Hell- und Dunkelzeiten bzw. jahreszeitliche Schwankungen besonders effektiv und quasi kontinuierlich ausgeglichen werden, sofern es möglich ist, den Schlüssel 30 an einem hell beleuchteten Ort aufzubewahren. Die von der Solarzelle erzeugte und vom Akku gespeicherte elektrische Energie kann alternativ auch für den Betrieb eines in dem Schlüssel untergebrachten Erkennungssystems zur Erfassung biometrischer Merkmale, z.B. eines Fingerabd rucks, genutzt werden.
Fig . 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen in dem Schließzylinder C angeordneten thermomechanischen Aktuator 40 zur Ver- und Entriegelung des Schließzylinders. Fig . 4 zeigt den Schließzylinder C und den innerhalb des Schließzylinders angeordneten rotierenden Kern 20. Im Teil a) der Figur ist die verriegelte Stellung des Schließzylinders dargestellt, während der Teil b) der Figur die entriegelte Stellung zeigt.
Innerhalb des rotierenden Kerns ist ein Memory-Metall 43 angeordnet, das mit einem Adapter 41 kombiniert ist. Das Memory-Metall und der Adapter bilden den thermomechanischen Aktuator des abgebildeten Ausführungsbeispiels. Der Aktuator wirkt auf die Sperrstifte 45 ein. Diese werden im verriegelten Zustand d urch eine Reihe von Federn 46 in den rotierenden Kern gedrückt und verriegeln den Schl ießzylinder.
Das Material des Memory-Metalls besteht aus einer Formgedächtnislegierung, die über einen elektrischen Widerstand erwärmt wird und beim Erreichen einer bestimmten Temperatur ihr metallurgisches Gefüge und damit ihre äußere Form ändert.
Bei der Erwärmung drückt der Adapter 41 die Sperrstifte 45 gegen die wirkende Federkraft aus den Öffnungen des rotierenden Kerns hinaus, sodass sich der Kern frei drehen kann. Nach der Abkühlung des Memory-Metalls rasten die Sperrstifte wieder in dir Öffnungen des Kerns ein, sobald dieser in die entsprechende Position gedreht wird .
Die Bestromung des Memory-Metalls kann zur Steigerung der Effizienz in einem geeigneten Puls-Pause-Verhältnis durchgeführt werden. Ebenso kann die benötigte Energie zum Erreichen der Umwandlungstemperatur durch eine Messung der Umgebungstemperatur exakt bestimmt und optimiert werden. Die Messung des veränderten elektrischen Widerstands nach der Umwandlung des Gefüges im Memory-Metall erlaubt eine Rückmeldung über die korrekte Funktion des Aktuators.
Fig . 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen thermomechanischen Aktuator, der durch ein alternierend wirkendes zweites Element 50 gegen eine Manipulation von Außen geschützt ist. Der Teil a) aus Fig. 5 zeigt die verriegelte Stellung des Schließzylinders in einem Normalzustand, der Teil b) den sich nach einer äußeren manipulativen Wärmezufuhr einstellenden, noch immer verriegelten, Zustand .
Im Vergleich zum Ausführungsbeispiel aus Fig. 4 ist ein zweites Memory-Metall 51 mit einem zweiten Adapter 52 vorgesehen, der auf eine Reihe von zweiten Sperrstiften 53 wirkt. Im Gegensatz zu dem ersten Aktuator 40 ist dieser zweite Aktuator 50 so ausgeführt, dass dieser im Normalzustand bei einem durch den ersten Aktuator verriegelten rotierenden Kern keine Verriegelung des Kerns bewirkt. Bei einer manipulatorischen Wärmezufuhr von außen gibt der erste Aktuator zwar die Verriegelung frei, während aber der zweite Aktuator über den zweiten Adapter 52 den rotierenden Kern des Schließzylinders verriegelt. Eine Entriegelung des Schl ießzylinders ist nur dadurch wirklich möglich, indem der erste Aktuator 40 gezielt mit einer Stromzufuhr so beaufschlagt wird, sodass der zweite Aktuator nicht beeinflusst wird.
In einer vorteilhaften Ausführung verfügt die Memory-Metall-Legierung des zweiten Aktuators über eine niedrigere Umwandlungstemperatur als die Le- gierung des ersten Aktuators. Dadurch verriegelt der zweite Aktuator bei einer externen Wärmezufuhr schneller, als der erste Aktuator entriegelt, sodass dessen Sperrwirkung verstärkt wird und mit Sicherheit einsetzt.
Andere aktuatorische Prinzipien, beispielsweise Magnete oder Spulenkörper, benötigen einen größeren Einbauraum und sind in einen Schließzylinder mit Standardabmessungen nicht sinnvoll integrierbar.
Fig . 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Schließzylinder mit einem kapazitiven Sensor 60 zum Erfassen von Verschluss- und Verriegelungszuständen sowie Ereignissen im Nahfeld der Tür. Im oberen Teil der Figur ist eine geschlossene Tür gezeigt, im unteren Teil der Figur ist die Tür geöffnet. Wie aus der Figur zu ersehen ist, befindet sich der Schließzylinder C im Türblatt B, während der kapazitive Sensor 60 im Behältnis 4 untergebracht ist. Das Messfeld 61 ist durch die jeweiligen Geräteeigenschaften des Sensors bestimmt. Der kapazitive Sensor ersetzt die sonst gebräuchlichen vollkommen verkabelten taktilen Sensoren vollständig.
Das Prinzip des Sensors beruht auf einem Frequenzabgleich zwischen einer konstanten und einer veränderlichen Frequenz, die an einer Antenne anliegen. Durch eine Veränderung der Kapazität im Sendefeld der Antenne, beispielsweise durch eine Bewegung der Tür oder eine Bewegung im Nahfeld des Sensors, wird die veränderliche Frequenz verstimmt. Diese Veränderung wird als Differenz zwischen dem konstanten und dem veränderlichen Frequenzsignal errechnet. Die Veränderung der Kapazität wird durch nahezu jedes physikalische Ereignis ausgelöst, beispielsweise durch eine sich nähernde Person, eine das Türblatt zerstörende Axt, eine durch einen geöffneten Türrahmen schreitende Person, ein Verschieben des Schlossriegels usw. Insgesamt kann der Schließzylinder somit Schließ- und Öffnungszustände der Tür, Schließstellungen des Schlossriegels, Einbrüche und Einbruchsversuche und Personenannäherungen und -durchgänge mit einer Richtungserkennung registrieren.
Im Einzelnen ist der kapazitive Sensor bei einer zweckmäßigen Ausführungsform wie folgt ausgeführt. Ein erster Schwingkreis ist so aufgebaut, dass die- ser eine feste und im wesentlichen unveränderliche Referenzfrequenz aufweist. Die Referenzfrequenz kann beispielsweise 100 kHz betragen. Der zweite spannungsgeregelte Schwingkreis besteht bei einer beispiel haften Ausführungsform aus einem Widerstands-Oszillator und einem gegenüber Maßveränderungen innerhalb der Umwelt offenen Kondensator. Die Frequenz des zweiten Schwingkreises weist einen Betrag auf, der gegenüber der Referenzfrequenz um eine definierte Frequenzdifferenz verstellt ist. Insbesondere liegt die Frequenz des zweiten Schwingkreises bei einer etwas höheren Frequenz als die Referenzfrequenz, beispielsweise bei 101 kHz.
Werden beide Frequenzen miteinander abgeglichen, ergibt sich eine Mischfrequenz aus der Differenz zwischen der variablen Frequenz des zweiten Schwingkreises und der Referenzfrequenz. Beträgt z.B. die zweite Frequenz 101 kHz und die Referenzfrequenz 100 kHz, so ergibt sich für die Mischfrequenz ein Betrag von 1 kHz.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht folgende Abstimmung der beiden Schwingkreise vor: Der zweite Oszillator wird mit einer n-fachen Frequenz des ersten Oszillators oder alternativ mit einer n/m-fachen Frequenz des ersten Oszillators betrieben. Dabei sind n und m ganze Zahlen. Die Mischung der beiden Oszillatorfrequenzen ergibt einen Anteil der Mischfrequenzen mit einer niedrigen Frequenz bis in die Nähe von 0 Hz. Die Differenzfrequenz wird zwischen dem n-ten Oberton des ersten Oszillators und dem m-ten Oberton des zweiten Oszillators gebildet. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist dabei vor der Einspeisung in einen Frequenzmischer eine Formung der Oszillatorausgangssignale in eine Rechteckschwingung, einen Pulszug oder dergleichen weitere Signalformen vorgesehen.
Damit kann ein fester Betrag für die Mischfrequenz als Ausgangswert für die Sensorkalibrierung verwendet werden, dem das Messsignal „Sensor kal ibriert" zugeordnet werden kann. Dieser feste Betrag wird innerhalb des Sensors oder innerhalb der Elektronik des Schließzylinders gespeichert. Infolge von Veränderungen von Luftfeuchte und Temperatur kommt es zu einer unvermeidlichen, langsam verlaufenden Veränderung der Mischfrequenz. Diese wächst insbesondere an. Durch eine Anpassung der Oszillatorspannung am zweiten Schwingkreis wird die langsam driftende Mischfrequenz wieder auf den kalibrierten Wert zurückgestellt. Die mit der Einstellung auf die kalibrierte Mischfrequenz verbundene Oszillatorspannung wird als Einstellspannung für den Ist-Zustand bezeichnet. Zum Bestimmen der Mischfrequenz wird in einer vorteilhaften Ausführung ein Filter verwendet, bei dem höhere Schwingungsfrequenzen ausgeblendet werden.
Bei einer Störung innerhalb des Erfassungsbereichs des kapazitiven Sensors, die nicht auf die erwähnten Luftfeuchtigkeits- und Temperatureinflüsse zurückgeführt werden kann, verändert sich die Mischfrequenz schlagartig und der Sensor wird mit einem „Wake-on-sleep"-Vorgang aktiviert. Diese Aktivierung erfolgt zweckmäßigerweise über einen Interrupt innerhalb der Schaltung für die Steuerung der Oszillatorspannung und/oder der Schaltung zur Ermittlung der Mischfrequenz. Der Interrupt kann insbesondere bei einer verschwindenden Mischfrequenz (0 kHz) oder bei einem Nulldurchgang der Mischfrequenz aktiviert werden. Ein solcher Zustand stellt sich beispielsweise dann ein, wenn sich ein Mensch oder ein Tier dem Erfassungsbereich des Sensors nähert. Dabei verlangsamt sich die Frequenz des zweiten Schwingkreises infolge der veränderten Kapazität und die Mischfrequenz durchläuft zwangsläufig einen Nulldurchgang.
Der Interrupt bewirkt einen höheren Messtakt bei der Bestimmung der Mischfrequenz von beispielsweise 1 Messung je Sekunde auf 10 Messungen je Sekunde. Dadurch wird ein zeitabhängiges Verlaufssignal aufgezeichnet, das in einer Erfassungseinheit ausgewertet und klassifiziert werden kann. Insbesondere kann dabei der Quotient Q aus dem Gesamtzeitintervall t der Störung, der Frequenzänderung Δf der Mischfrequenz und der Einstellspannung U über die Beziehung
Q = t * Δf/U o
gebildet werden, dessen Signalverlauf klassifiziert werden kann. Besondere Kenngrößen betreffen insbesondere die erreichte Spannungshöhe der Einstellspannung, das Zeitfenster des Signals, das Vorzeichen der Änderung der Einstellspannung, eine Geschwindigkeit oder ein Drift des Signals und das allgemeine Frequenzverhalten über der Zeit.
Die Klassifizierung ermöglicht eine Zuordnung zu Ereignissen, beispielsweise einer Annäherung eines Menschen, einer geöffneten Tür, einem Einbruchsversuch usw. Empirische Versuche haben ergeben, dass bei einer Referenzfrequenz von 100 kHz die Mischfrequenz bei folgenden Ereignissen die nachfolgenden Werte erreicht:
Annäherung eines Menschen 5 - 10 kHz
Berührung 150 kHz
Tritt gegen die Tür 200 kHz
Abschließen der Tür 24 kHz
Öffnen der Tür 22 kHz
Hand auf der Klinke 20 kHz
Offene Tür ohne Berührung 8 kHz
Damit wird eine umfassende Analyse von Ereignissen im Nahbereich der Tür, eines Fensters oder einer vergleichbaren Öffnung ermöglicht. Der Sensor besteht aus preiswerten elektronischen Bauteilen und weist eine hohe analytische Aussagekraft aus der kombinierten Beurteilung der Parameter Zeit, Spannung und Frequenz auf.
Fig . 7 zeigt eine schematische Darstellung des Schließzylinder-Kerns mit einer seitlichen Kugelanordnung für eine Schlüsselverriegelung während der Drehung beim Schließvorgang . Ein wesentlicher Sicherheitsaspekt ist der Schutz gegen ein versehentliches oder absichtliches Abziehen des Schlüssels in einer nicht verriegelten Stellung des rotierenden Kerns. Es soll verhindert werden, dass das Schloss in einer nicht verriegelten Zwischenstellung verbleibt, ohne dass der Schlüssel im Schließzylinder steckt. Der Schlüssel darf unter diesen Umständen nur dann aus dem Schloss gezogen werden können, wenn der Schließzylinder bzw. dessen rotierender Kern, sich in einer definierten Winkelstellung befindet.
Die Ausführungsform aus Fig. 7 zeigt zwei bezüglich des Schlüsselschlitzes seitlich angeordnete Bohrungen 46 im rotierenden Kern 20, die in der gezeigten Schließstellung auf Ausnehmungen 46a in der Lagerung des rotierenden Kerns münden. Innerhalb der Bohrungen sind verschiebbare Sperrelemente 47 angeordnet, die in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als Kugeln ausgebildet sind . Der in den Schlüsselschlitz eingeschobene Schlüssel 30 weist eine Reihe von seitlichen niveaumodellierenden Ausformungen 30a, insbesondere Nuten, in beliebiger Form, auf. Beim Einschieben des Schlüssels gleiten die Sperrelemente 47 in die Ausformungen ein und rutschen dabei unter der Wirkung der Schwerkraft in den rotierenden Kern zurück. Aus diesem Grund sind die Bohrungen 46 zum Zentrum des rotierenden Kern hin abfallend ausgeführt.
Der Kern lässt dich in dieser Stellung drehen. Der sich dabei einstellende Zustand ist in der unteren Abbildung aus Fig. 7 gezeigt.
Ein Herausziehen des Schlüssels bewirkt, dass die Sperrelemente durch die Bohrung im rotierenden Kern nach außen verschoben werden. Diese Verschiebung ist nur dann ausführbar, wenn der rotierende Kern eine Winkelstellung einnimmt, bei der die Sperrelemente während dieser Verschiebung in die Ausnehmungen 46a eintreten können. In anderen Winkelstellungen wird das Verschieben der Sperrelemente durch das Gehäuse verhindert und der Schl üsselschlitz ist gegen ein Herausziehen des Schlüssel blockiert. In dem Beispiel aus Fig . 7 ist ein Herausziehen des Schlüssels nur in der gezeigten 6-Uhr-Position möglich.
Der anhand einer der vorhergehend gezeigten Ausführungsbeispiele beschriebene zweite Aktuator verriegelt unterschiedslos bei äußeren Wärmeeinwirkungen. Dies ist bei Notfällen, insbesondere im Falle eines Brandes, problematisch, weil durch die Zwangsverriegelung möglicherweise Fluchtwege blockiert werden können. Die nachfolgend in Verbindung mit Fig . 8 gezeigte Ausfüh- rungsform ermöglicht ein Aufheben der Zwangsverriegelung des Schließzylinders durch das Einführen und Drehen eines Schlüssels.
Diese abgewandelte weitere Ausführungsform des zweiten Aktuators besteht aus einer Anordnung aus zwei Sperrelementen 47, die in diesem Beispiel wieder als Kugeln ausgebildet sind . Die Kugeln sind frei verschiebbar in der bereits erwähnten, zum Zentrum des rotierenden Kerns hin abfallenden Bohrung 46 angeordnet. Zwischen den Sperrelementen befindet sich ein Memory-Metall 51 in Form einer Feder oder eines Spyders. Bei einer thermischen Einwirkung von außen dehnt sich das Memory-Metall aus und drückt die Kugeln durch die Bohrung 46 sowohl in das Innere des rotierenden Kerns 20, als auch nach außen in die Ausformungen 46a des Gehäuses 5. Dadurch wird eine Drehung des rotierenden Kerns verhindert und der Schließzylinder zwangsverriegelt.
Die Zwangsverriegelung wird aufgehoben, indem der Schlüssel 30 in den Schlüsselschlitz eingeschoben wird. Dabei wird das durch den Schlüssel verdrängte, in den Schlüsselschlitz ragende Sperrelement aus dem Schlüsselschlitz geschoben und drückt gegen das Memory-Metall . Das Memory-Metall 51 wird zusammengedrückt und springt in seinen ursprünglichen verkürzten Zustand zurück. Dadurch gleitet die Anordnung aus den Sperrelementen und dem Memory-Metall innerhalb der Bohrung 46 durch die Wirkung der Schwerkraft nach unten und gibt die Blockierung frei.
Ein besonderer Vorteil der in Fig . 8 gezeigten Ausführungsform besteht darin, dass der zweite Aktuator auch als Abziehsperre des eingeschobenen Schlüssels im Sinne des in Fig. 7 zeigten Ausführungsbeispiels verwendet werden kann. Der zweite Aktuator wirkt in dem in Fig. 8 oben dargestellten Zustand in genau der gleichen Weise wie bei der Ausführungsform in Fig . 7. Im ungedehnten Zustand des Memory-Metalls weist die gesamte Aktuatoranordnung aus den Sperrelementen und dem Memory-Metall eine der Länge der Abziehsperre aus Fig. 7 entsprechende Gesamtlänge auf, die wie beschrieben ein Herausziehen des Schlüssels in Undefinierten Winkelstellungen des rotierenden Kerns verhindern. Die Erfindung wurde anhand von Ausführungsformen näher erläutert. Es können im Rahmen fachmännischen Handelns Änderungen oder weiteres Ausgestaltungen vorgenommen werden, die den Grundgedanken der Erfindung nicht verlassen. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bezugszeichenliste
A Türklinke
B Türblatt
C Schließzylinder
D Türrahmen
1 regenerative Energiequelle
2 Energiespeicher
3 Elektronik
4 Behältnis
20 rotierender Kern
24 Abschlussstück
27 externer Akku
28 externe Solarzelle 30 Schlüssel
40 thermomechanischer Aktuator
41 Adapter
43 Memory-Metall
45 Sperrstifte
46 Feder
46a Ausformung
47 Sperrelement
50 zweiter Aktuator
51 zweites Memory-Metall
52 zweiter Adapter
53 zweite Sperrstifte
60 kapazitiver Sensor
61 Messfeld

Claims

Patentansprüche
1. Elektromechanischer Schließzylinder, gekennzeichnet durch ein mit einem eine regenerative Energiequelle (1), einen Energiespeicher (2) und eine Auswerte- und Steuerelektronik (3) enthaltendes Behältnis (4) verbundenes Gehäuseteil (5).
2. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die regenerative Energiequelle (1) eine photovoltaische Energiequelle (10) und/oder ein thermokapazitiver Generator in Verbindung mit einer Energiepufferung (15) ist.
3. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein rotierender Kern (20) des Schließzylinders mit an dessen Abschlussstücken (25) angeordneten Antennenabschnitten für eine drahtlose Datenübertragung mit einer zentralen Systemverwaltung vorgesehen ist.
4. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein externer, in den Schließzylinder einkoppelbarer Energiespeicher (27) als Teil eines zu dem Schließzylinder passenden Schließmittels, insbesondere eines Schlüssels (30), vorgesehen ist, der für eine Energieübertragung an den Schließzylinder ausgebildet ist.
5. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlussstücke (25) des rotierenden Kerns aus einem keramischen Material ausgeführt sind.
6. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die keramischen Abschlussstücke kapazitive, induktive und/oder funktechnische Übertragungseinrichtungen enthalten.
7. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die keramischen Abschlussstücke eine zur Kraftübertragung zwischen Schlüssel und rotierendem Kern (20) vorgesehene Form aufweisen.
8. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierende Kern (20) mindestens eine, durch niveauvariierende Sei- tenausformungen des Schlüssels (30) verschiebbare Kugelanordnungen und das Gehäuse des Schließzylinders mindestens eine Aussparung zur Aufnahme der sich verschiebenden Anord nung von Sperrelementen (47) aufweist, wobei das Zusammenwirken der mindestens einen Anordnung der Sperrelemente und der Aussparung ein Herausziehen des Schlüssels nur bei einer definierten Winkelstellung des rotierenden Kerns ermöglicht.
9. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im rotierenden Kern (20) eine elektrisch leitende Kontaktierung für einen Ladestrom von einer in dem Schließmittel, insbesondere dem Schlüssel (30), integrierten externen Batterieeinheit (27) in den dem Schließzylinder zugeordneten elektrischen Energiespeicher (2) vorgesehen ist.
10. Elektromechanischer Schließzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein kapazitiver Sensor (60) zum Erfassen eines Verschlusszustandes, eines Verriegelungszustandes und für Ereignisse im Nahfeld des Schließzylinders innerhalb des Behältnisses (4) vorgesehen ist.
11. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der kapazitive Sensor (60) aus einem ersten Schwingkreis mit einer Referenzfrequenz und einem zweiten spannungsgeregelten Schwingkreis mit einer sich gegenüber der Referenzfrequenz um einen definierten Betrag unterscheidenden zweiten Frequenz, wobei eine aus beiden Frequenzen ergebende kalibrierte und sich durch Umweltereignisse verändernde, intervallgetaktet gemessene Mischfrequenz erzeugt wird.
12. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellschaltung zur Einstellung der Oszillatorspannung des zweiten Schwingkreises vorgesehen ist, die die Mischfrequenz auf einer definierten Differenzfrequenz zwischen der Referenzfrequenz und der zweiten Frequenz hält und eine Einstellspannung für die definierte Differenzfrequenz ausgibt.
13. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellschaltung einen Interrupt bei einer verschwindenden Mischfrequenz beinhaltet, wobei nach Aktivieren des Interrupts die Intervall- taktung der Mischfrequenzmessungen beschleunigt ist.
14. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassungseinheit über die veränderliche Einstellspannung vorgesehen ist, die eine Ereignisklassifizierung in der Umgebung des kapazitiven Sensors ausführt.
15. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit die Ereignisklassifizierung aus dem Quotienten zwischen gemessener Mischfrequenzänderung und Einstellspannung, multipliziert mit einer gemessenen Zeitdauer der Mischfrequenzänderung, bestimmt.
16. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (4) in Form und Anmutung einer herkömmlichen Schließzylinderrosette und/oder einem herkömmlichen Türbeschlag entspricht.
17. Verfahren zur Entriegelungssteuerung eines elektromechanischen Schließzylinders, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein in einem Schließzylinder angeordneter thermomechani- scher Aktuator (40) durch einen Energieimpuls mit einer festgelegten Dauer und Stärke und/oder einem festgelegten Puls-Pause-Verhältnis angetrieben wird, wobei dieser auf eine Reihe Sperrstifte (45) so einwirkt, dass eine Blockierung der Kerndrehung des Schließzylinders aufgehoben wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Erwärmung der mindestens eine thermomechanische Aktuator (40) mindestens einen diesem zugeordneten Sperrstift (45) gegen eine entgegengesetzt wirkende Federkraft aus dem rotierenden Kern (20) so weit verschiebt, dass dessen freie Drehung ermöglicht wird, und bei einer Abkühlung infolge der Federkraft eine Rückbewegung des mindestens einen Sperrstiftes so erfolgt, dass bei einer Drehung des rotierenden Kerns in Verschlussstellung ein Einrasten in eine Sperrstellung erfolgen kann.
19. Verfahren nach Anspruch 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Messung einer äußeren Umgebungstemperatur die optimale Energiemenge zum Betreiben des mindestens einen thermomechani- sehen Aktuators (40) bestimmt wird und die ordnungsgemäße Funktion des Aktuators über eine Kontrollmessung des elektrischen Innenwiderstandes überprüft wird.
20. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen thermomechanischen Aktuator (40) ein alternierend arbeitender zweiter Aktuator (50) entgegenwirkt, sodass bei einem unzulässigen Manipulationsversuch durch eine äußere Wärmeeinwirkung mittels des zweiten Aktuators eine durch den ersten Aktuator bewirkte Entriegelung durch eine Verriegelung unwirksam gemacht wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den zweiten Aktuator bewirkte Verriegelung infolge einer niedrigeren Umwandlungstemperatur früher als die Entriegelung des ersten Aktuators einsetzt.
22. Elektromechanischer Schließzylinder zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 17 bis 21, gekennzeichnet durch mindestens einen auf die Sperrstifte (45) des Schließzylinders einwirkenden, die Sperrstifte in einen Entriegelungszustand schiebenden thermomechanischen Aktuator (40) in Verbindung mit einer Energiequelle zum Betreiben des Aktuators.
23. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine thermomechanische Aktuator ein Memory-Metall (43) mit einer ersten, die Sperrstifte (45) in einer Verriegelungsstellung haltenden Form und einer zweiten, die Sperrstifte in einer Entriegelungsstellung haltenden Form enthält.
24. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung aus mindestens zwei thermomechanischen Aktuatoren (40, 50), in einer alternierend wirkenden Anordnung besteht, wobei bei einer äußeren manipulativen Wärmeeinwirkung der erste Aktuator (40) mindestens einen ersten Sperrstift in einer Entriegelungsstellung und der zweite Aktuator (50) mindestens einen zweiten Sperrstift in einer Verriegelungsstellung hält.
25. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer weiteren entriegelbaren Ausführungsform der zweite Aktuator aus einem ersten und einem zweiten durch ein Memory-Metall verbundenes Sperrglied ausgebildet ist, wobei durch einen eingeschobenen Schlüssel das unter Wärmeeinwirkung ausgedehnte Memory-Metall durch ein durch den Schlüsselkörper bewirktes Verschieben des ersten Sperrgliedes zusammendrückbar und der zweite Aktuator aus der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung überführbar ist.
26. Elektromechanischer Schließzylinder nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der entriegelbare Aktuator einen ersten und einen zweiten, in einer seitlich des Schlüsselschlitzes angeordneten Bohrung geführten Sperrkörper mit einem als Spyder oder Spiralfeder zwischen den Sperrkörpern angeordneten Memory-Metall aufweist, wobei bei einem verriegelten Zustand das Memory-Metall sich die Sperrkörper in einer in den Schlüsselschlitz und in eine Gehäuseausnehmung gedrückten Stellung befinden und bei einem eingeschobenen Schlüssel der erste Sperrkörper eine in die Bohrung hinein verlagerte Stellung mit einem zusammengedrückten, in den Ruhezustand komprimiertes Memory-Metall einnimmt.
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