DE653181C - Sicherheitsschloss - Google Patents

Description

Es sind Sicherheitsschlösser bekannt, bei denen die Feststellung des Sperrgliedes durch eine oder mehrere Festhaltungen erfolgt, die mechanisch durch Formgebung und Bewegung des Beeinflussungsgliedes (Schlüssel) ausgelöst werden. Es sind ferner Schlösser bekannt, bei denen die Freigabe des Sperrgliedes oder der Zuhaltungen durch einen Dauermagneten oder durch Erregung eines Elektromagneten erfolgt.

Die Erfindung besteht in der Verwendung magnetischer Kreise mit dauernder Erregung, d. h. einer Erregung, die mindestens während des Vorganges des öffnens des Schlosses andauert und dabei in der Regel einen bestimmten Wert besitzt, zur mittelbaren oder unmittelbaren Steuerung der Sperrglieder. Erfindungsgemäß erfolgt diese Beeinflussung durch Änderung der magnetischen Leitfähigkeit der dauernd erregten magnetischen Kreise. Hierdurch wird der magnetische Fluß geändert, wodurch wiederum eine Änderung der vom magnetischen Kreis ausgeübten Kraftwirkungen erfolgt. Durch diese Änderung wird das Gleichgewicht der Kräfte des Schlosses im gesperrten Zustand derart verändert, daß hierdurch entweder unmittelbar eine Öffnungsbewegung des Sperrgliedes erfolgt oder die Fesstellung durch Festhaltungen aufgehoben wird, so daß das freigegebene Sperrglied in die Öffnungsstellung bewegt werden kann.

Die Erregung der magnetischen Kreise erfolgt vorzugsweise durch Dauermagnete. Es ist auch die Verwendung von gleich- oder wechselstromerregten Magneten möglich, die dauernd oder beim Betätigen des Schlosses durch vorübergehenden Stromschluß erregt werden.

Der grundsätzliche Aufbau eines Festhaltegliedes gemäß der Erfindung ist aus Abb. 1 zu ersehen.

ι und 2 sind Dauermagnete, die in Reihenschaltung einen magnetischen Kreis bilden. 3 ist ein Anker, der mit dem Sperrglied 4 verbunden ist und von dem Magneten gegen die Kraft einer Feder 5 angezogen wird. Die Kraft der Magnete ist zu gering, um das Schloß zu öffnen. Erst wenn der Luftspalt 6, der dem Schlüsselloch entspricht, durch einen magnetisch leitenden Körper 7, den Schlüssel, überbrückt wird, steigt die Induktion des magnetischen Kreises auf einen so hohen Wert, daß der Anker angezogen und das Schloß geöffnet wird.

Diese Anordnung kann mit Rücksicht auf Sicherheit gegen unbefugtes Öffnen nicht genügen, da das öffnen von einer bestimmten Leitfähigkeit des magnetischen Kurzschlußstückes 7 an erfolgt.

In Vervollkommnung der Erfindung werden im folgenden Maßnahmen beschrieben, durch die das Öffnen nur bei einer bestimmten, innerhalb beliebig enger Grenzen festlegbaren Leitfähigkeit erfolgen kann.

Das unmittelbare öffnen durch den Magnetkreis 1,2 ist nur bei kleinen Schlössern zweckmäßig. Bei größeren Schlössern erfolgt dies mittelbar durch eine fremde Kraft, z. B.

die der das Schloß, öffnenden Person, oder durch weitere Magnete, Federn oder sonstige Kraftspeicher. Derartige Anordnungen sind im folgenden beschrieben.
Es ist ferner bekannt, bei Schlössern* mehrere Zuhaltungen vorzusehen, von deneti' jede eine Feststellung des Sperrgliedes be"-* wirkt. Dies ist natürlich auch bei Schlössern gemäß der Erfindung möglich. Es ergeben ίο sich jedoch aus der Besonderheit des Verhaltens magnetischer Kreise Möglichkeiten der gegenseitigen Beeinflussung einzelner Festhaltungen.

Schließlich können Maßnahmen vorgesehen ig werden, die ein sicheres Arbeiten der Schlösser sichern, selbst dann, wenn sich die Erregung der magnetischen Kreise durch irgendwelche Ursache (Änderung des Stromes bei Elektromagneten, Einfluß der Zeit, so der Temperatur usw. bei Dauermagneten) um bestimmte Beträge ändert.

Schlösser gemäß der Erfindung besitzen gegenüber bekannten Ausführungen zahlreiche Vorteile.

Die Schlüssel bestehen bei mehreren Festhaltungen aus einer entsprechenden Anzahl Kurzschlußstücke 7, die durch Teile aus nichtmagnetischem Stoff voneinander getrennt werden können. Bei Verwendung von Stoffen verschiedener Permeabilität ist es leicht, selbst bei gleichen äußeren Abmessungen 10 ... 100 verschiedene Leitfähigkeitswerte herzustellen. Hieraus ergibt sich eine außerordentlich große Möglichkeit verschiedener Vereinigungen, die eine Übereinstimmung zweier Schlüssel ausschließt. Die Schlüssel besitzen äußerlich alle gleiche Gestalt, so daß die Herstellung von mechanischen Nachbildungen zwecklos ist. Die magnetisch leitenden Teile der Schlüssel können mit Überzügen aus unmagnetischen Stoffen, z. B. Kunstharzen usw., versehen werden. Die Schlösser sind deshalb außerordentlich sicher.

Die Verbindung zwischen dem Schlüsselloch und den Festhaltungen findet nur auf magnetischem Wege statt, so daß eine absolute Kapselung (Verschweißung) der einmal eingestellten Festhaltungen möglich ist. Es läßt sich gleichfalls eine Abkapselung der Festhaltungen gegenüber dem Sperrglied herstellen. Dies ergibt eine außerordentliche .. mechanische Festigkeit der Schlösser, ferner ihre Anordnung bzw. Verwendung innerhalb stark schmutzender und rauher Betriebe. Sie können mit Erfolg unter Wasser verwendet werden^·

Die Herstellung der Schlösser ist einfach.

Die Dauermagnete brauchen keine bestimmten Erregungswerte zu besitzen. Ebenso brauchen keine hohen Herstellungs- und Montagegenauigkeiten. eingehalten zu werden. Sie müssen nur ihre Lage und ihre magnetischen ,Eigenschaften beibehalten. Die Einstellung ■Met Festhaltungen erfolgt in einfacher Weise Kjlurch Nachstellen der Federn 5. 5-vDie Maßnahmen zur Vervollkommnung -der Erfindung werden an Hand der Abbildungen erläutert. Die= Abbildungen zeigen nur schematisch die grundsätzlichen Zusammenhänge zwischen den magnetischen und mechanischen Vorgängen. Es sind natürlich insbesondere in Richtung der mechanischen Ausgestaltung der Verriegelungsanordnung Abweichungen möglich.

Abb. 2 stellt eine Festhaltung dar, bei der die Eingrenzung der Leitfähigkeit durch Ausnutzung der Sättigung ferromagnetischer Stoffe erfolgt. Der aus Eisen hoher Permeabilität bestehende Anker 3 ist zwisehen zwei parallel geschalteten Polpaaren 8, 9 und 10, 11 geschaltet. Die Anziehungskraft des Polpaares 8, 9 wird durch die Kraft einer einstellbaren Feder 5 unterstützt und drückt den Anker gegen den Anschlag 12. Die Kraft der Pole 10 und 11, die über die Stege 13 und 14 angeschlossen sind, wirkt in entgegengesetzter Richtung. Sobald diese Kraft überwiegt, wird der Anker nach rechts bewegt, der Vorsprung 15 gibt die Klinke 16 frei, und der Riegel 17 kann durch das geeignet geformte Ende des Schlüssels 7 im Uhrzeigersinn gedreht werden, wodurch das Schloß geöffnet wird. Die Stege 13 und 14 bestehen aus einem Baustoff mit scharf ausgeprägtem Sättigungsknick. Den Verlauf der Kräfte bei veränderlicher Leitfähigkeit des Schlüssels zeigt Abb. 3.

Die Kräfte sind „dem Quadrat der Luftspaltinduktionen proportional. Durch die Wahl der Abmessungen, insbesondere der Luftspalte, und die Einstellung der konstanten Kraft Pf der Feder läßt sich stets erreichen, daß die Kraft P₁ der Pole 10 und 11 nur in der unmittelbaren Umgebung des Sättigungsknickes größer wird als die Summe P₂ der Kräfte der Pole 8, 9 und der Feder 5. Die Freigabe des Schlosses erfolgt also nur, wenn die Leitfähigkeit des Schlosses innerhalb des Bereiches a, b liegt.

In der Regel werden mehrere Festhaltungen angebracht, von denen jede den Anschlag 16 festhält. Sie können voneinander unabhängig verschieden eingestellt sein. Die Sicherheit wird allgemein dadurch erhöht, daß jeder Anker in seiner Bewegung von zwei oder mehr Leitfähigkeitswerten im Schlüssel abhängt, indem die auf ihn wirkenden Kräfte, .B. der Pole 8, 9 und 10, 11, verschiedenen Magnetkreisen angehören.

Die Ausbildung des eigentlichen Schlosses st an sich gleichgültig. Die Erfindung läßt

sich mit gleichem Vorteil auf alle Schloßarten, ζ. Β. Riegel-, Schnappschlösser usw., anwenden sowie auf alle Anwendungsgebiete der Tür-, Schrank-, Fahrzeug-, Ketten-Schlösser. Sie können mit Signal vorrichtungen versehen sein. Bei Verwendung elektrischer Signale kann der elektrische Strom gleichzeitig zur Erregung der elektromagnetisch ausgebildeten Schloßfesthaltungsmagnete dienen.

Da die Art des Schlosses beliebig ist, befassen sich die folgenden Abbildungen vor allem mit verschiedenen Ausbildungsformen der Festhaltungen entsprechend der Erfindung.

Eine besonders für Dauermagnete und mit Gleichstrom erregte Magnete zutreffende Eigenart, daß nämlich die Kraft bis zur Annäherung des Ankers an den Magnet schnell zunimmt, ergibt die Möglichkeit, außerordentlich empfindliche Anordnungen herzustellen, die, wie bei Abb. 2 und 3 beschrieben, mit der Differenz zweier Anziehungskräfte arbeiten. Bei Wechselstromerregung kann dieselbe Arbeitsweise durch Vorschaltung verhältnismäßig großer Wirk- oder Blindwiderstände vor die Erregerspule erreicht werden. Der geringe Kraftüberschuß Pi-P 2 im Öffnungsgebiet a, b wächst äußerst schnell, sobald der Anker seine Ruhelage verlassen hati. In Abb. 4 ist eine Anordnung dargestellt, bei der die Gleichheit zweier einander entgegenwirkender Kräfte das Charakteristikum für die Öffnung der Festhaltung ergibt. Es können zwei magnetische Kräfte einander entgegenwirken; es kann aber auch eine Kraft durch eine Feder gebildet werden. In Abb. 4 wirkt die Kraft der einstellbaren Zugfeder 5 der Anziehungskraft der Pole 8, 9 entgegen.

Die Öffnungsbewegung 16 kann erst stattfinden, wenn beide Kräfte gleich sind, was schematisch dadurch dargestellt ist, daß die öffnungen 17 und 18 in einer Linie liegen. Dies wird erleichtert durch eine Einstellfeder 19, die sich bemüht, den Anker in diese Öffnungslage zu bringen.

Eine gleichartige' Anordnung, bei der jedoch die Schwächung eines im Dauerbetriebe durch den Anker geschlossenen magnetischen Kreises (Parallelschluß) dargestellt ist, zeigt Abb. 5. Der eigentliche Magnet ist 20. 21 und 22 sind Wege verhältnismäßig hohen magnetischen Widerstandes (evtl. auch Luftspalte). Der Anker wird dauernd gegen die Kraft der Feder 5 angezogen. Beim Einführen des Schlüssels sinkt die magnetische Spannung infolge Verminderung des magnetischen Widerstandes zwischen 8 und 9, die Kraft wird geringer. Beim Erreichen des Gleichgewichts zwischen der magnetischen Kraft und der Kraft der Feder tritt der Öffnungszustand.ein, der durch die Feder 19 unterstützt wird. Es können natürlich Anordnungen nach Abb. 4 und S miteinander vereinigt werden. Die Federn 5 können dann fortfallen. Es wirkt dann eine mit steigender Leitfähigkeit des Schlüssels zunehmende ■magnetische Kraft entsprechend Abb. 4 einer abnehmenden Kraft entsprechend Abb. 5 entgegen. ·

Bei einer Anordnung wie der soeben beschriebenen, bei der (bei geringer Sättigung) alle Induktionen proportional der Erregung sind, ist der absolute Wert der Erregung gleichgültig. Es können deshalb Dauermagnete verwendet werden, deren Erregung sich im Laufe der Zeit ändert, ferner Gleichstrommagnete bei schwankender Spannung des Speisenetzes und schließlich Wechselstrommagnete.

Abb. 6 zeigt schematisch eine Anordnung mit zwei Ankern, dem Freigabeanker 3 und dem Sperranker 23. In dieser Abbildung sind zwei praktisch voneinander unabhängige magnetische Kreise 24 und 25 verwendet, die beide durch das Kurzschlußstück 7 kurzgeschlossen werden. Die Öffnungsbewegung 16 kann nur erfolgen, wenn die Leitfähigkeit des Schlüssels groß genug ist, damit der Freigabeanker 3 angezogen wird. Sie darf jedoch nicht so groß sein, daß der Sperranker angezogen wird. Die Einstellung des Öffnungsbereiches erfolgt durch Abstimmung der Federn 5 und 26. 27 ist ein Weicheisenpfad. Beide Anker können natürlich einander beeinflüssen. Dies wird z. B. erreicht, indem der Widerstand des Pfades 27 ziemlich hoch gewählt wird. Es kann auch nur ein Magnetkreis benutzt werden, und beide Anker können in.· Reihen- oder Parallelschaltung angeordnet werden. Bei Anordnung zweier Anker in Parallelschaltung können beide Anker nebeneinander an demselben Luftspalt angeordnet werden. Es können auch andere Formen der Anker als die dargestellte Form mit keilförmigem Luftspalt und geradliniger Bewegung verwendet werden. Z. B. kann mit Vorteil die insbesondere bei Relais bekannte Form des Drehankers verwendet werden.

Es ist möglich, eine mechanische Durchdringung des Gehäuses 28 überhaupt zu vermeiden, indem die Kraftübertra>gung aus dem Gehäuse magnetisch oder elektrisch erfolgt. Eine derartige Anordnung zeigt Abb. 7. Es sind zwei Anker, der Freigabeanker 3 und der Sperranker 23, in einem gemeinsamen Magnetkreis 29 angeordnet. Sie sperren die Bewegung eines Ankers 30, der von dem Öffnungsmagneten(3i angezogen wird. Bei geringer Leitfähigkeit des Kurzschlußstücks 7 bleibt der Anker 3 stehen. - Bei großer Leitfähigkeit wird auch der Anker 23 angezogen.

Nur bei einer bestimmten Leitfähigkeit kann der Anker 30 angezogen werden. Er erhöht dann die Leitfähigkeit des Kreises 31, so daß auch das Sperrglied angezogen wird. Auch bei der Verwendung mehrerer Festhaltungen kann der Magnet 31 einteilig ausgeführt werden. Das grundsätzlich Wichtige dieses konstruktiven Beispiels besteht darin, daß die Hülle 28 durch keine bewegten Teile unterbrachen ist, also leicht wasserdicht und gegen unbefugtes öffnen geschützt ausgeführt werden kann.

Die Erfindung läßt sich vorteilhaft auch auf Verstellschlösser anwenden. Das Kurzschlußstück 35 ist — von außen einstellbar — drehbar im Schloß angeordnet. Es erhält durch irgendwelche Maßnahmen ungleichmäßige Leitfähigkeitsverteilung. Dargestellt ist die Anwendung mehrerer ungleichmäßig verteilter Bohrungen 38. Durch das Kurzschlußstück treten Flüsse zweier magnetischer Kreise 24 und 25, die auf je einen Freigabeanker 32 bzw. 33 wirken, die gegen die Kraft der Federn 36 bzw. 37 angezogen werden, sobald die Flüsse bestimmte Werte überschreiten. Durch Einstellen der Federn ist es möglich, leicht zu erreichen, daß beide Anker nur bei einer bestimmten (in Erinnerung zu behaltenden) Stellung des Ankers angezogen werden können. Bei Verwendung mehrerer Festhaltungen lassen sich höhere Sicherheiten erreichen als bei in gleicher Weise beschriebenen mechanischen Schlössern. Es muß dafür gesorgt werden, daß die Bewegung der Anker tatsächlich erst dann stattfindet, wenn alle Festhaltungen richtig eingestellt sind. Dann kann (z.B. bei einem Kettenschloß) das Stück 34 aus dem Schloß herausgezogen werden.

Gemäß der Erfindung lassen sich auch leicht Versteckschlösser (z. B. in Türen) bauen." Es brauchen nur die Magnete, wie in Abb. 9 dargestellt, in einer Ebene abgeschnitten zu werden und unter der Oberfläche 40 der Tür o. dgl. angeordnet zu werden. Das Kurzschlußstück 7 wird an dieser Stelle flach an die Oberfläche gelegt. Das Schloß kann in beliebig dargestellter Art wirken. Es kann oft (und im vorliegenden Falle besonders) \'orteilhaft sein, das Kurzschlußstück 7 magnetisch zu machen und die Schenkel I und 2 nur ferromagnetisch leitend. Hierdurch wird die Auffindung des Ortes, wo sich das Schloß befindet, außerordentlich erschwert, insbesondere wenn die Tür in Umgebung des Schlosses aus Eisen besteht.

Claims (26)

1. Patentansprüche:
2. i. Sicherheitsschloß, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabe des Sperrgliedes durch Beeinflussung der Leitfähigkeit magnetischer Kreise erfolgt. ,' 2. Sicherheitsschloß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Beeinflussung der magnetischen Leitfähigkeit bewirkte Verlagerung der Kräfte die Öffnungsbewegung des Sperrgliedes unmittelbar bewirkt.
3. 3. Sicherheitsschloß nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verlagerung der Kräfte die Feststellung und Sperrung des Sperrgliedes aufgehoben wird.
4. 4. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung magnetischer Kreise durch Dauermagnete erfolgt.
5. 5. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung magnetischer Kreise durch Elektromagnete erfolgt.
6. 6. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der Leitfähigkeit der magnetischen Kreise durch Einführung von Körpern höherer Leitfähigkeit in die Luftspalte dieser Kreise erfolgt.
7. 7. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabe erfolgt, wenn die Leitfähigkeit des eingeführten Körpers einen bestimmten Wert übersteigt.
8. 8. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabe nur erfolgt, wenn die Leitfähigkeit innerhalb zweier Grenzwerte liegt.
9. 9. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräfte des magnetischen Kreises auf Anker wirken und daß Federn den magnetischen Kräften entgegenwirken.
10. 10. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, insbesondere Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Grenzwerte durch Änderung der Spannung der am Anker angreifenden Federn bewirkt wird.
11. 11. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekenn- ' zeichnet, daß durch das Einführen der magnetischen Kurzschlußstücke sich die auf die Anker ausgeübten Kräfte vergrößern.
12. 12. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Einführen der magnetischen Kurzschlußstücke die angezogenen Anker magnetisch nebengeschlossen werden, wodurch die sie fest-

    haltenden magnetischen Kräfte vermindert werden.
13. 13. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Festhaltung einen Freigabe- und einen Sperranker besitzt und die Freigabe erfolgt, wenn die Kraftänderungen ausreichen, um den Freigabeanker zu betätigen, jedoch nicht ausreichen, um den Sperranker zu betätigen.
14. 14. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabe bei annähernder Gleichheit zweier magnetischer Kräfte erfolgt.
15. 15. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabe bei annähernder Gleichheit einer magnetischen und einer Federkraft erfolgt.
16. 16. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingrenzung des zur Freigabe erforderlichen Wertes der Leitfähigkeit durch entgegengesetzt wirkende Kräfte zweier magnetischer Teilkreise erfolgt, von denen der eine durch die Eisensättigung stark beeinflußte Charakteristik besitzt (Abb. 2, 3).
17. 17. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußstücke bzw. der Luftspalt kreisförmig sind.
18. 18. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ktirzschlußstücke im Luftspalt beweglich (z. B. drehbar) angeordnet sind.
19. 19. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußstücke an die Schenkel der Magnete angelegt werden (Abb. 9).
20. 20. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Festhaltungen auf ein Sperrglied wirken.
21. 21. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Festhaltungen innerhalb eines nach außen mechanisch verschlossenen Gehäuses angeordnet sind.
22. 22. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeführte Schlüssel aus einer Anzahl aneinandergereihter magnetischer Kurzschlußstücke besteht.
23. 23. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußstücke in- dem kreisförmigen Luftspalt des Schlosses angieondnie;t sind und jedes von außen in sieiner Lage eingestellt werden kann (Abb. 8).
24. 24. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Sperr-' gliedes nach seiner Freigabe durch den eingeführten Schlüssel erfolgt.
25. 25. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Sperrgliedes durch einen zusätzlichen Magnet erfolgt (Abb. 7).
26. 26. Sicherheitsschloß nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem magnetischen Schloß gemäß der Erfindung und einem mechanischen Schloß besteht.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen