[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Zutrittskontrolle für eine zwischen
einer geöffneten und einer geschlossenen Position bewegbaren Schließeinrichtung, insbesondere
Tür, Fenster od. dgl., mit einem ein Sperrglied aufweisenden Schloss, einem Handgriff
zum Öffnen und Schließen der Schließeinrichtung und ggf. Betätigen des Sperrglieds,
einer Empfangseinheit zum Empfangen von Identifikationsdaten eines elektronischen
Schlüssels, einer Auswerteschaltung zur Feststellung der Zutrittsberechtigung auf
Grund der empfangenen Identifikationsdaten, wobei das Schloss bei festgestellter Berechtigung
freigegeben oder gesperrt wird, und einem mit der Bewegung des Handgriffs zusammenwirkenden
Wandler zum Wandeln von mechanischer Energie in elektrische Energie.
[0002] Elektrische oder elektronische Schlösser, insbesondere Zylinderschlösser enthalten
in der Regel zusätzlich zu mechanischen Verriegelungen, welche mit konventionellen
Schlüsseln mechanisch sperrbar sind, oder an Stelle einer solchen mechanischen Verriegelung
wenigstens einen elektromagnetisch oder motorisch betätigbaren Verriegelungsmechanismus,
welcher erst nach einer elektronischen Identifikationsprüfung freigegeben wird. Die
elektronische Schaltung zur Identifikationsüberprüfung wirkt hierbei meist mit geeigneten
Identifikationsmedien drahtlos oder drahtgebunden zusammen, wobei in der elektronischen
Auswerteschaltung eine Überprüfung erfolgt, ob das jeweilige Identifikationsmedium
die Berechtigung zum Sperren des Schlosses aufweist. Nach erfolgreicher Überprüfung
der Identität erfolgt dann die Freigabe des Schlosses.
[0003] Zur Energieversorgung derartiger elektrischer bzw. elektronischer Verriegelungen
ist in der Regel eine ständige Energieversorgung des Schlosses und oft auch des Schlüssels
erforderlich und es ist daher neben dem Aufwand für eine derartige ständige Energieversorgung
auch dafür Sorge zu tragen, dass eine unterbrechungsfreie Stromversorgung zur Verfügung
steht, um die Funktion des Schlosses in jeder Situation aufrecht zu erhalten.
[0004] Elektrische oder elektronische Schlösser können nun in beliebiger Weise mit Energie
versorgt werden. Neben der Möglichkeit eines Netzanschlusses oder einer Stützbatterie
sind auch bereits Vorschläge bekannt geworden, bei welchen das Schloss oder der Schlüssel
einen Wandler zum Wandeln von mechanischer in elektrische Energie aufweist. Derartige
Wandler sind beispielsweise als elektrische Generatoren ausgebildet und weisen einen
Magnetkreis und eine von dessen Magnetfluss durchsetzte Induktionsspule auf, wobei
der Magnetkreis oder die Induktionsspule als beweglicher Bauteil und der jeweils andere
Teil als feststehender Bauteil ausgebildet ist. Dabei wird durch die Bewegung des
beweglich angeordneten Bauteils im Induktionssystem eine Induktionsspannung induziert.
Der bewegliche Bauteil kann beispielsweise als Schwungrad ausgebildet sein, wie dies
beispielsweise aus der
EP 1039074 A1 bekannt geworden ist. Durch eine derartige Ausbildung wird eine autarke Energieversorgung
sichergestellt, da die vom Schwungradgenerator erzeugte elektrische Energie in einem
Energiespeicher zwischengespeichert werden kann und im Bedarfsfall dem elektrischen
Schaltkreis für die Identifikationsprüfung bzw. für die elektrische Betätigung des
Schlosses zur Verfügung gestellt wird.
[0005] Weiters ist es bekannt geworden, gesonderte Beschläge für die Energiegewinnung zu
verwenden. Eine derartige Ausbildung ist beispielsweise der
EP 462 316 A1 zu entnehmen. Bei der bei diesem Schließzylinder vorgesehenen elektrischen Verriegelungseinrichtung
wird ein Doppelschließzylinder verwendet, welcher an einer Seite einen Drehknauf trägt.
Durch Verdrehen des Drehknaufes wird die elektrische Energie erzeugt, welche in der
Folge die zur Entriegelung eines elektromagnetisch betätigbaren Sperrstiftes erforderliche
Energie zu liefern in der Lage ist. In diesem Zusammenhang wurde bereits vorgeschlagen,
den Sperrstift in einer Weise anzuordnen, dass ein vorbestimmter Drehweg des Schlüssels
ohne Blockade durch den elektromagnetisch betätigbaren Sperrstift ermöglicht wird,
und es wird auf diese Weise ein Teilweg der Drehbewegung eines Schlüssels zur Energieerzeugung
herangezogen.
[0006] Weitere Ausbildungen, bei welchen elektrische Energie aus einer Drehbewegung des
Betätigungselements, wie z.B. des Türknaufes oder des Drückers, gewonnen wird, sind
aus der
DE 102004052802 A1,
FR 2728613 A1 und der
US 3733861 A bekannt geworden. Nachteilig bei diesen Ausbildungen ist aber, dass der Benutzer
beim Betätigen des Türknaufes oder des Drückers auf Grund des mit der Drehbewegung
gekoppelten elektromechanischen Wandlers einen zusätzlichen Widerstand verspürt, was
den Bedienungskomfort einschränkt.
[0007] Weiters sind Energiegewinnungssysteme in der Tür bekannt, z.B. aus der
DE 102007032855 A1, bei denen sich auf Grund der erforderlichen Verkabelung der Tür ein zusätzlicher
Installationsaufwand und damit eine zusätzliche Fehlerquelle ergeben.
[0008] Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Zutrittskontrollvorrichtung der eingangs
genannten Art dahingehend zu verbessern, dass das Wandlersystem beim Öffnen oder Schließen
der Schließvorrichtung, insbesondere Tür oder Fenster, keinen merkbaren zusätzlichen
Betätigungswiderstand verursacht, sodass der Benutzungskomfort verbessert wird. Weiters
soll das Wandlersystem integrierbar sein, sodass der Installationsaufwand minimiert
wird.
[0009] Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Zutrittskontrollvorrichtung der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß im wesentlichen derart weitergebildet, dass der Handgriff oder
ein Teil desselben in einer der Öffnungs- und/oder Schließrichtung der Schließeinrichtung
entsprechenden Richtung relativ zu der Schließeinrichtung bewegbar ist und mit dem
Wandler derart zusammenwirkt, dass eine im Öffnungs- und/oder Schließsinn wirkende
mechanische Energie in elektrische Energie gewandelt wird. Erfindungsgemäß erfolgt
die Beaufschlagung des Wandlers somit auf Grund einer Bewegung des Handgriffs oder
eines Teils desselben in der Öffnungs- und/oder Schließrichtung der Schließeinrichtung,
insbesondere der Tür oder des Fensters, das heißt also auf Grund einer Bewegung, die
beim Öffnen oder Schließen einer Tür oder eines Fensters ohnehin erforderlich ist.
Die beim Öffnung- und/oder Schließvorgang auftretende mechanische Energie wird somit
automatisch und unmerklich in eine entsprechende elektrische Energie umgewandelt,
sodass das Wandlersystem keine gesonderten Vorgänge oder Aktivierungen erfordert.
Es wird somit die beim Öffnen oder Schließen einer Tür oder eines Fensters auftretende
Massenträgheit bzw. das Trägheitsmoment und auch ein Widerstand (z.B. auf Grund der
Reibung der Türaufhängung) für die mechanische Betätigung des Wandlers ausgenützt,
wobei der Benutzer keinen zusätzlichen Widerstand beim Öffnen oder Schließen der Tür
oder des Fensters verspürt. Dadurch, dass die erforderliche mechanische Energie direkt
vom Türgriff oder eines Teils desselben abgenommen wird, gelingt eine bauliche Integration
des Wandlersystems in den Griff, einen Beschlag oder das Schloss, sodass ein zusätzlicher
Verkabelungsaufwand entfällt.
[0010] Die Bewegungsrichtung des Handgriffs oder des Teils desselben verläuft bei einer
schwenkbaren Schließeinrichtung, wie z.B. bei einer Anschlagtür im Wesentlichen normal
zum Türblatt. Bei einer verschiebbaren Schließeinrichtung, wie z.B. bei einer Schiebetür
hingegen verläuft Bewegungsrichtung des Handgriffs oder des Teils desselben im Wesentlichen
parallel zum Türblatt.
[0011] Der Handgriff der Schließeinrichtung bedarf im Rahmen der Erfindung nicht notwendigerweise
einer baulichen Adaptierung, sondern es muss lediglich dafür Sorge getragen werden,
dass eine Beweglichkeit in Öffnungs- und/oder Schließrichtung vorhanden ist. Es können
somit herkömmliche Handgriffe verwendet werden. Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang
vorgesehen, dass der Handgriff als Knauf oder Drücker ausgebildet ist.
[0012] Der Wandler ist insbesondere als elektromechanischer Wandler ausgebildet. Eine vorteilhafte
Weiterbildung sieht beispielsweise vor, dass der Wandler von einem elektrischen Generator
gebildet ist. Es kann sich dabei um einen Drehgenerator oder um einen Lineargenerator
handeln.
[0013] Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Wandler eine Spule
und einen wenigstens teilweise in den lichten Querschnitt der Spule eintauchenden
Stabmagneten umfasst, wobei der Stabmagnet und die Spule relativ zueinander verschiebbar
sind. Wenn der Stabmagnet gegenüber dem Durchmesser der Spule relativ lang ausgebildet
ist, erhöht sich bei einer Relativbewegung zwischen Magnet und Spule die Flussänderung,
sodass in der Spule eine höhere Spannung induziert wird.
[0014] Selbstverständlich sind aber auch andere Wandlerkonfigurationen denkbar. Um bezüglich
der Auswahl und der Anordnung eines geeigneten Wandlertypus möglichst wenigen Beschränkungen
zu unterliegen, ist mit Vorteil vorgesehen, dass ein Getriebe zum Umsetzen der im
Öffnungs- und/oder Schließsinn erfolgenden Bewegung des Handgriffs oder eines bewegbaren
Teils desselben in eine Querrichtung oder in eine Rotation vorgesehen ist. Mit Hilfe
des Getriebes kann gleichzeitig erforderlichenfalls eine Übersetzung, seltener auch
eine Untersetzung der vom Handgriff und eines Teils desselben erfolgten Bewegung im
Öffnungs- und/oder Schließsinne vorgenommen werden. Beispielsweise kann bei einem
als Wegwandler ausgebildeten Getriebe ein eher kürzerer Verschiebeweg des Handgriffes
in einen längeren Verschiebeweg umgesetzt werden, damit der elektrische Wandler eine
ausreichende elektrische Energie liefern kann. Generell ist es nämlich wünschenswert,
den Verschiebeweg des Handgriffes relativ zur Schließeinrichtung zum Antreiben des
Wandlers so gering wie möglich zu halten, damit für den Benutzer im Vergleich zu einer
herkömmlichen Schließeinrichtung kein wesentlicher Unterschied in der Handhabung zu
merken ist. In diesem Zusammenhang ist eine Ausbildung bevorzugt, bei welcher das
Getriebe eine Kraft- oder Drehmomentwandlung umfasst. Auf Grund der Massenträgheit
ist bei einer entsprechenden Masse der Tür oder des Fensters oder auf Grund einer
Reibung (z.B. in der Türaufhängung) für das Öffnen oder Schließen der Tür bzw. des
Fensters eine relativ hohe Kraft erforderlich, die erfindungsgemäß für die Betätigung
des Wandlers genützt wird, sodass ohne weiteres eine Kraft- oder Drehmomentwandlung
zu Gunsten eines längeren Betätigungswegs des Wandlers erfolgen kann.
[0015] Mit Vorteil wirkt das Getriebe mit einem Schwungradgenerator zusammen.
[0016] Gemäß einer alternativen Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Wandler von einem
Piezoelement gebildet ist. Piezoelemente sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung
mit Rücksicht auf die durch die Massenträgheit und den Reibungswiderstand der Schließeinrichtung
relativ hohe erforderliche Öffnungs- bzw. Schließkraft und den anzustrebenden geringen
Verschiebeweg des Handgriffs besonders bevorzugt.
[0017] Um nach einer Verschiebung des Handgriffs oder des bewegbaren Teils desselben eine
automatische Rückholung zu erreichen, ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Handgriff
oder der bewegbare Teil desselben von seiner Ausgangslage gegen die Kraft einer Feder
oder gegen eine magnetische Kraft verschiebbar ist.
[0018] Eine mit einem besonderen Benutzungskomfort verbundene bevorzugte Weiterbildung sieht
vor, dass die Bewegung des Handgriffs oder des bewegbaren Teils desselben durch ein
Dämpfungselement gedämpft ist. Besonders eine gedämpfte Rückholbewegung des Handgriffs
empfindet der Benutzer als angenehm.
[0019] Die vom Wandler abgegebene elektrische Energie kann unmittelbar einem Schaltkreis
der Zutrittskontrollvorrichtung zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise um im
Augenblick der Betätigung des Handgriffes den elektronischen Identifikationscode eines
elektronischen Schlüssels abzufragen und auszuwerten. Der Wandler kann dabei bevorzugt
verschiedene elektronische Bauteile des Schlosses mit elektrischer Energie versorgen,
wie z.B. die Empfangseinheit, die Auswerteschaltung und/oder einen elektrischen Aktuator
zum Freigeben bzw. Sperren des Schlosses. Zusätzlich oder alternativ kann der Wandler
einen Energiespeicher, insbesondere einen Akkumulator oder Kondensator speisen, damit
die elektrische Energie unabhängig vom Zeitpunkt der Betätigung des Handgriffes zur
Verfügung steht.
[0020] Grundsätzlich ist anzumerken, dass die erfindungsgemäße Ausbildung des Wandlersystems,
bei dem die in Öffnungs-und/oder Schließrichtung erfolgte Bewegung des Hangriffes
oder eines bewegbaren Teils desselben zur Energieumwandlung genützt wird, mit der
herkömmlichen Funktionsweise von Wandlersystemen, bei der das Verschwenken des Handgriffes
für die Energieumwandlung genützt wird, kombiniert werden kann. Es kann daher sowohl
die auf Grund des Verschwenkens bzw. Rotierens des Handgriffes eingebrachte mechanische
Energie als auch die auf Grund des Drückens bzw. Ziehens des Handgriffes im Sinne
einer Öffnungs- bzw. Schließbewegung eingebrachte mechanische Energie mit Hilfe wenigstens
eines geeigneten Wandlers in elektrische Energie umgewandelt werden.
[0021] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispielen erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 einen Beschlag in Seitenansicht,
Fig.2 einen Schließzylinder mit auf beiden Seiten angebrachten Knäufen und Fig.3 einen
Schließzylinder mit auf einer Seite angebrachtem Knauf.
[0022] In Fig.1 ist mit 1 ein Beschlag bezeichnet, welcher zu beiden Seiten einer nicht
dargestellten Tür angebracht wird.
[0023] Auf der einen Seite der Tür ist das Betätigungselement zum Öffnen der Tür von einer
Klinke 2 und auf der gegenüberliegenden Seite von einem Knauf 3 gebildet. Je nachdem,
ob es sich um eine nach außen oder nach innen öffnende Tür handelt, öffnet sich diese
in die eine oder die andere der mit dem Doppelpfeil 4 bezeichneten Richtungen. Zum
Öffnen der Türe muss der Knauf 3 gedreht bzw. die Klinke 2 heruntergedrückt werden
und im Anschluss die Türe in die entsprechende Richtung gedrückt bzw. gezogen werden.
Das Betätigungselement wird bei einem anfänglichen Ergreifen durch den Benutzer in
Öffnungsrichtung relativ zum Beschlag bzw. zum Türblatt verschoben und nimmt in der
Regel erst nach Beendigung der durch den Anschlag begrenzten Relativbewegung das Türblatt
in Öffnungsrichtung mit. Dadurch, dass das Betätigungselement in Richtung des Doppelpfeils
4 beweglich angeordnet ist, kann die mechanische Energie, die auf das Betätigungselement
einwirkt, in einfacher Weise weitergeleitet werden, um in weiterer Folge in elektrische
Energie umgewandelt zu werden. Diese elektrische Energie kann entweder in einen Akkumulator
6 gespeichert werden oder unmittelbar einem elektrischen Schließzylinder 5 zur Verfügung
gestellt werden.
[0024] Die Klinke 2 und der Knauf 3 sind jeweils mit einem Bolzen 14 drehfest verbunden,
dessen Drehung eine Betätigung der Falle bewirkt, wobei jeweils eine elektrisch betätigbare
Kupplung 15 vorgesehen ist, sodass die Falle nur im Falle der elektronisch festgestellten
Zutrittsberechtigung betätigt werden kann.
[0025] In Fig.2 ist mit 5 wiederum ein Schließzylinder bezeichnet, der mit einem Knauf 3',
3" zu jeder Seite des Schließzylinders 5 versehen ist. Die Knäufe sind hierbei in
Richtung des Doppelpfeils 4 relativ zum Schließzylinder beweglich angeordnet. Bei
einem Verschieben des Knaufes 3' dreht sich eine Spule 7 im Magnetfeld eines Magneten
8, wobei ein Strom induziert wird. Zur Übersetzung der Bewegung ist ein Getriebe 9
vorgesehen. Bei geeigneter Wahl der Übersetzung im Getriebe 9 kann der elektromechanische
Wandler sehr gut an den Energiebedarf des jeweiligen Schlosses angepasst werden. Wird
anstelle der Induktionsschleife bspw. ein Piezoelement zur Gewinnung der elektrischen
Energie verwendet, ist die Weg- bzw. Kraftumsetzung so wählbar, dass große Kräfte
auf kurzem Wege auf den Piezokristall wirken, was durch ein entsprechend untersetzendes
Getriebe erzielbar ist. Die auf diese Weise gewonnene Energie kann wiederum in einem
Akkumulator 6 gespeichert werden oder gleich der Auswerteschaltung zur Feststellung
der Zutrittsberechtigung zugeführt werden. Dem Knauf 3" kann ebenfalls ein (nicht
dargestellter) Wandler zugeordnet sein. Der Knauf 3" ist zusätzlich mit einer Zugfeder
10 gehalten, sodass der Knauf 3" nach einer Bewegung in eine der Richtungen des Doppelpfeils
4 selbsttätig wieder in seine Ausgangsposition zurückgeholt wird. Prinzipiell ist
auch eine schwingende Lagerung des Knaufes 3" denkbar, sodass nach dem Loslassen des
Knaufes auf Grund der Schwingbewegung zusätzliche elektrische Energie erzeugt wird,
welche wiederum in dem Akkumulator 6 gespeichert werden kann.
[0026] In Fig.3 ist ein Schließzylinder 5 mit einem auf einer Seite desselben befestigten
Knauf 3"' dargestellt, der wieder in Richtung des Doppelpfeils 4 bewegbar ist. Der
elektromechanische Wandler wird hier von einem Stabmagneten 11 und einer Spule 12
gebildet, wobei die Spule 12 mit dem Knauf 3"' verbunden und damit in Richtung des
Doppelpfeils 4 relativ zum Schließzylinder 5 beweglich ist und der Stabmagnet 11 mit
dem Schließzylinder 5 starr verbunden und damit in diese Richtung unbeweglich ist.
Am Ende der Bohrung des Knaufs 3"', in welcher die Spule 12 aufgenommen ist, ist ein
weiterer Magnet 13 im Knauf 3"' angeordnet, welcher so gepolt ist, dass der Stabmagnet
11 und der weitere Magnet 13 sich abstoßen und der Knauf 3"' wieder in seine Ausgangsposition
zurückgedrückt wird. Durch Wählen der Stärke des Stabmagneten 11 und der Windungsanzahl
der Spule 12 kann die gewonnene elektrische Energie in einfacher Weise dem Schlossverbrauch
angepasst werden.
1. Vorrichtung zur Zutrittskontrolle für eine zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen
Position bewegbaren Schließeinrichtung, insbesondere Tür, Fenster od. dgl., mit einem
ein Sperrglied aufweisenden Schloss, einem Handgriff (2, 3) zum Öffnen und Schließen
der Schließeinrichtung und ggf. Betätigen des Sperrglieds, einer Empfangseinheit zum
Empfangen von Identifikationsdaten eines elektronischen Schlüssels, einer Auswerteschaltung
zur Feststellung der Zutrittsberechtigung auf Grund der empfangenen Identifikationsdaten,
wobei das Schloss bei festgestellter Berechtigung freigegeben oder gesperrt wird,
und einem mit der Bewegung des Handgriffs (2, 3) zusammenwirkenden Wandler (7, 8;
11, 12) zum Wandeln von mechanischer Energie in elektrische Energie, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff (2, 3) oder ein Teil desselben in einer der Öffnungs- und/oder Schließrichtung
(4) der Schließeinrichtung entsprechenden Richtung relativ zu der Schließeinrichtung
bewegbar ist und mit dem Wandler (7, 8; 11, 12) derart zusammenwirkt, dass eine im
Öffnungs- und/oder Schließsinn (4) wirkende mechanische Energie wenigstens teilweise
in elektrische Energie gewandelt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff als Knauf (3) oder Drücker (2) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (7, 8; 11, 12) von einem elektrischen Generator gebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler eine Spule (12) und einen wenigstens teilweise in den lichten Querschnitt
der Spule (12) eintauchenden Stabmagneten (11) umfasst, wobei der Stabmagnet (11)
und die Spule (12) relativ zueinander verschiebbar sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Getriebe (9) zum Umsetzen der im Öffnungs- und/oder Schließsinn (4) erfolgenden
Bewegung des Handgriffs (2, 3) oder eines Teils desselben in eine Querrichtung oder
in eine Rotation vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (9) mit einem Schwungradgenerator zusammenwirkt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (9) eine Kraft- oder Drehmomentwandlung umfasst.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler von einem Piezoelement gebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff (2, 3) oder der bewegbare Teil desselben von seiner Ausgangslage gegen
die Kraft einer Feder (10) oder gegen eine magnetische Kraft verschiebbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Handgriffs (2, 3) oder des bewegbaren Teils desselben durch ein
Dämpfungselement gedämpft ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (7, 8; 11, 12) elektronische Bauteile des Schlosses mit elektrischer
Energie versorgt, wie z.B. die Empfangseinheit, die Auswerteschaltung und/oder einen
elektrischen Aktuator zum Freigeben bzw. Sperren des Schlosses.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (7, 8; 11, 12) einen Akkumulator (6) oder Kondensator speist.