Schliesssystem

Abstract

 Bei einem Schließsystem, das eine Schloßeinheit (1) und eine Schlüsseleinheit (2) mit jeweils einer Induktionsspule (11) zur übertragung von Energie und Daten aufweist, ist die schloßseitige induktionsspule (11) mittels eines Spulenträgers (12) auf einen Schloßkörper der Schloßeinheit aufgesetzt. Zwischen der schloßseitigen Induktionsspule und dem Schloßkörper ist ein Abschirmkörper (13) angeordnet, durch den der Schloßkörper von der schloßseitigen Induktionsspule (11) magnetisch abgeschirmt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Schließsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Ein derartiges Schließsystem ist aus der DE 42 07 161 A1 bekannt. Das dort beschriebene Schließsystem weist eine Schlüsseleinheit mit einer schlüsselseitigen Induktionsspule und eine Schloßeinheit mit einer schloßseitigen Induktionsspule auf. Zwischen den Induktionsspulen sind Daten als Verschlüsselungsinformationen übertragbar, wobei die Datenübertragung hinsichtlich der Ansteuerung einer in der Schloßeinheit vorgesehenen Verriegelungseinrichtung erfolgt. Die schloßseitige Induktionsspule ist mittels eines Spulenträgers auf einen Schloßkörper der Schloßeinheit aufgesetzt und befindet sich bei in der Schloßeinheit steckender Schlüsseleinheit in unmittelbarer Nähe zu der, in einem Schlüsselbart der Schlüsseleinheit angebrachten, schlüsselseitigen Induktionsspule.

[0003] Um die Induktionsspulen einander eng annähern zu können, ist der in Richtung der schlüsselseitigen Induktionsspule ausgerichtete Bereich der schloßseitigen Induktionsspule offen. Die Störsicherheit der Datenübertragung kann demzufolge durch Umwelteinflüsse, beispielsweise durch zur schloßseitigen Induktionsspule eindringende Feuchtigkeit, wesentlich beeinträchtigt werden. Aufgrund der in unmittelbarer Nähe zueinander angeordneten Induktionsspulen sind des weiteren der Aufwand und die Kosten zur Herstellung der Schloßeinheit hoch.

[0004] Außerdem wird die Güte der schloßseitigen Induktionsspule und demzufolge die Störsicherheit der Datenübertragung nach der Montage der schloßseitigen Induktionsspule auf den Schloßkörper durch die Materialeigenschaften des Schloßkörpers reduziert. Ursache dieser Reduzierung ist ein Ringstrom, der durch ein bei der Datenübertragung entstehendes Magnetfeld im Schloßkörper induziert wird. Dieser Ringstrom kann, da das Magnetfeld ein hochfrequentes Wechselfeld ist, aufgrund des sogenannten Skineffekts nur durch eine dünne Schicht an der Oberfläche des Schloßkörpers fließen. Der Widerstand dieser Schicht, deren Dicke von der Eindringtiefe des Magnetfeldes in den Schloßkörper abhängt, ist von der Leitfähigkeit und der magnetischen Permeabilität des Schloßkörpers abhängig. Da die dünne Schicht und die schloßseitige Induktionsspule einen Transformator mit der schloßseitigen Induktionsspule als Primärspule und der dünnen Schicht als kurzgeschlossene Sekundärspule darstellen, wird der Widerstand dieser den Ringstrom führenden dünnen Schicht zur Primärspule, d.h. zur schloßseitigen Induktionsspule, hochtransformiert und bewirkt somit eine Erhöhung des Widerstandes der schloßseitigen Induktionsspule. Demzufolge wird die Güte der schloßseitigen Induktionsspule durch die Montage der schloßseitigen Induktionsspule auf den Schloßkörper reduziert.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schließsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, das kostengünstig und mit geringem Aufwand herstellbar ist und das eine störfeste und von Umwelteinflüssen wenig beeinträchtigte Datenübertragung ermöglicht.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0007] Erfindungsgemäß weist die Schloßeinheit einen Magnetfelder abschirmenden Abschirmkörper auf, der zwischen der schloßseitigen Induktionsspule und dem Schloßkörper angeordnet ist. Der Schloßkörper wird dabei durch den Abschirmkörper von den zur Energie- und Datenübertragung vorgesehenen Induktionsspulen magnetisch abgeschirmt, so daß ein bei der Daten- und Energieübertragung entstehendes Magnetfeld nicht in den Schloßkörper eindringen kann. Demzufolge ist die Güte der schloßseitigen Induktionsspule unabhängig vom Material des Schloßkörpers. Aus dem gleichen Grunde ist die Induktivität der schloßseitigen Induktionsspule unabhängig vom Abstand zwischen Schloßkörper und schloßseitigen Induktionsspule und demzufolge unabhängig von Montagetoleranzen, die sich beim Aufsetzen des Spulenträgers auf den Schloßkörper ergeben. Die Energieübertragung und die Störfestigkeit der Datenübertragung, die von der Güte und der Induktivität der Induktionsspulen abhängig sind, werden demnach durch den Abschirmkörper verbessert.

[0008] Der Abschirmkörper ist vorzugsweise aus einem Material mit guter elektrischer Leitfähigkeit, vorteilhafterweise aus einem nicht-ferromagnetischen Material, beispielsweise aus Kupfer, gefertigt.

[0009] Das Schließsystem läßt sich überall dort einsetzen, wo neben einem mechanischen Schloß der Einsatz eines zusätzlichen elektrischen Sicherungssystems oder Identifikationssystems zur Zugangsberechtigungs- oder Zugriffsberechtigungskontrolle erforderlich oder empfehlenswert ist.

[0010] Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Anwendungsbeispiels aus dem Kraftfahrzeugbereich näher beschrieben. Sie zeigt ein Schließsystem zur Bedienung einer Zündeinrichtung und einer elektronischen Wegfahrsperre eines Kraftfahrzeuges.

[0011] Der Schloßkörper 1 ist in bekannter Weise als Schließzylinder mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten und über mechanische Zuhaltungen sperrbaren Zylinderkern ausgeführt. Er ist, um eine kostengünstige und schwer zerstörbare Verriegelung zu gewährleisten, aus einem ferromagnetischen Material, beispielsweise aus Stahl, gefertigt.

[0012] Die schloßseitige Induktionsspule 11 ist mittels des aus einem Kunststoff gefertigten Spulenträgers 12 auf dem Schloßkörper 10 aufgesetzt. Der Spulenträger 12 weist eine Schlüsselöffnung 14 auf, durch die der Schlüsselbart 20 der Schlüsseleinheit 2 zur Entriegelung der Schloßeinheit 1 in den Schloßkörper 10 einführbar ist.

[0013] Durch das Einführen des Schlüsselbartes 20 in den Schloßkörper 10 wird die im Griffteil 22 der Schlüsseleinheit 2 angeordnete schlüsselseitige Induktionsspule 21 des Transponders 23 in die Nähe der schloßseitigen Induktionsspule 11 gebracht. Zwischen den Induktionsspulen 11 und 21 findet dann eine induktive Energie- und Datenübertragung statt. Dabei wird durch die Energleübertragung der Transponder 23 mit Energie versorgt und hierdurch zum Aussenden von Daten aktiviert. Der Transponder 23 kann auch durch Daten, die von der schloßseitigen Induktionsspule 11 zur schlüsselseitigen Induktionsspule 21 übertragen werden, zum Aussenden von Daten aktiviert werden. Anhand der von der schlüsselseitigen Induktionsspule 21 zur schloßseitigen Induktionsspule 11 übertragenen Daten wird die Schlüsseleinheit 2 indentifiziert und, sofern für diese eine Zufgriffsberechtigung für das Fahrzeug existiert, die Wegfahrsperre des Fahrzeuges deaktiviert.

[0014] Die schloßseitige Induktionsspule 11, die keinen Ferritkern als feldführendes Element aufweist, ist um die Schlüsselöffnung 14 des Spulenträgers 12, d.h. um die Drehachse 15 des Schloßkörpers 10 und der Schlüsseleinheit 2 gewickelt. Daher ist eine Datenübertragung unabhängig von der Position der im Schloßkörper 10 steckenden Schlüsseleinheit 2 möglich. Das heißt die Datenübertragung findet auch dann statt, wenn die Schlüsseleinheit 2 im Schloßkörper 10 gedreht wird. Die Schlüsseleinheit 2 kann demzufolge auch als Wendeschlüssel ausgeführt sein.

[0015] Der Abschirmkörper 13 ist zwischen der schloßseitigen Induktionsspule 11 und dem Schloßkörper 10 angeordnet. Er ist aus Kupfer, d. h. aus einem nicht-ferromagnetischen Material mit hoher Leitfähigkeit gefertigt. Er ist zur Abschirmung des Schloßkörpers 10 gegenüber der schloßseitigen Induktionsspule 11 vorgesehen und verhindert somit, daß das bei der Energie- und Datenübertragung entstehende Magnetfeld in den Schloßkörper 10 eindringt. Der Abschirmkörper 13 ist mindestens so dick ausgeführt, daß das Magnetfeld Ihn nicht durchdringen kann. Er ist, da das Magnetfeld im vorliegenden Beispiel ein Wechselfeld der Frequenz 125 kHz, und da die Eindringtiefe dieses Magnetfeldes in Kupfer ca. 0,2 mm beträgt, demnach dicker als diese 0,2 mm ausgeführt. Er ist außerdem großflächig ausgeführt und bedeckt einen möglichst großen Teil der der schloßseitigen Induktionsspule 11 zugewandten Seite des Schloßkörpers 10. Im vorliegenden Beispiel ist er, um die Abmessungen der Schloßeinheit 1, insbesondere den Abstand zwischen der der Schlüsseleinheit 2 zugewandten Seite des Spulenträgers 12 und des Schloßkörpers 10 möglichst gering zu halten, als ca. 0,5 mm dicke Scheibe 13 ausgeführt. Diese Scheibe 13 weist eine Öffnung auf, durch die der Schlüsselbart 20 der Schlüsseleinheit 2 in den Schloßkörper 10 einführbar ist.

[0016] Im Abschirmkörper 13 wird durch das bei der Energie- und Datenübertragung entstehende Magnetfeld ein Ringstrom induziert, der aufgrund des Skineffekts jedoch nur durch eine dünne Schicht an der der schloßseitigen Induktionsspule 11 zugewandten Seite des Abschirmkörpers 13 fließt. Bei fehlendem Abschirmkörper 13 würde dieser Ringstrom durch eine dünne Schicht an der Oberfläche des Schloßkörpers 10 fließen. Der Ringstrom bewirkt eine Reduzierung der Güte der schloßseitigen Induktionsspule 11, wobei diese Reduzierung um so größer ist, je größer der Widerstand der den Ringstrom führenden Schicht ist. Da aufgrund der verwendeten Materialien das Magnetfeld in den Abschirmkörper 13 tiefer als in den Schloßkörper 10 eindringen kann und da die elektrische Leitfähigkeit des Abschirmkörpers 13 zudem größer als jene des Schloßkörpers 10 ist, ist die den Ringsstrom führende Schicht des Abschirmkörpers 13 niederohmiger als die entsprechende Schicht des Schloßkörpers 10, durch die der Ringstrom bei fehlendem Abschirmkörper 13 fließen würde. Daher wird die Güte der schloßseitigen Induktionsspule durch den Ringstrom, der im Abschirmkörper 13 fließt, in wesentlich geringerem Maße als durch den Ringstrom, der bei fehlendem Abschirmkörper 13 im Schloßkörper 10 fließen würde, reduziert. Mit dem Abschirmkörper 13 wird demnach die Güte der schloßseitigen Induktionsspule 11 reduziert, diese Reduzierung ist jedoch wesentlich geringer als die Reduzierung, die man dann erhält, wenn der Spulenträger 12 ohne Abschirmkörper 13 auf den Schloßkörper 10 montiert wird.

[0017] Die schloßseitige Induktionsspule 11 und der Abschirmkörper 13 werden während der Herstellung des Spulenträgers 12, vorteilhafterweise in einem Arbeitsschritt, beispielsweise durch Spritzgießen, miteinander fest verbunden. Zwischen der schloßseitigen Induktionsspule 11 und dem Abschirmkörper 13 kann demzufolge ein vorgebbarer Abstand, beispielsweise ein Abstand von etwa 1 mm, mit hoher Genauigkeit eingehalten werden. Da die Induktivität der schloßseitigen Induktionsspule 11 von diesem Abstand abhängt, welchen die Induktivitäten von derartig mit Abschirmkörpern verbundenen Induktionsspulen voneinander nur wenig ab.

[0018] Des weiteren erreicht man durch die Abschirmung auch eine Reduzierung des Einflusses des Schloßkörpers 10 auf die Induktivität der schloßseitigen Induktionsspule 11, so daß bei der Montage des Spulenträgers 12 auf den Schloßkörper 10 keine hohen Anforderungen an die Einhaltung eines bestimmten Abstandes zwischen dem Schloßkörper 10 und der schloßseitigen Induktionsspule 11 gestellt werden.

[0019] Fahrzeuge mit herkömmlichen Zündschlössern lassen sich demnach mit geringem konstruktivem Aufwand und mit geringem Kostenaufwand mit einer schloßseitigen Induktionsspule zur Ansteuerung einer Wegfahrsperre nachrüsten.

Ansprüche

1. Schließsystem mit einer Schloßeinheit (1) und mit einer Schlüsseleinheit (2), zwischen denen Energie und Daten übertragbar sind, wobei die Schloßeinheit (1) einen Schloßkörper (10) und einen auf dem Schloßkörper (10) angeordneten Spulenträger (12) aufweist, in dem eine schloßseitige Induktionsspule (11) zur Energie- und Datenübertragung vorgesehen ist, und wobei in der Schlüsseleinheit (2) eine schlüsselseitige Induktionsspule (21) zur Energie- und Datenübertragung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schloßeinheit (1) einen zwischen der schloßseitigen Induktionsspule (11) und dem Schloßkörper (10) angeordneten, Magnetfelder abschirmenden, Abschirmkörper (13) aufweist.

2. Schließsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschirmkörper (13) aus einem elektrisch gut leitfähigen Material besteht.

3. Schließsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschirmkörper (13) aus Kupfer besteht.

4. Schließsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschirmkörper (13) mit dem Spulenträger (12) fest verbunden ist.

Zeichnung