本发明涉及如下锁，所述锁具有用于闭锁的闭锁元件、能够电子操纵的具有所分配的RFID基本电路的致动器，所述致动器用于调整通过耦合元件与致动器连接的调节构件。
此外，本发明涉及用于操纵具有闭锁元件和能够电气操纵的致动器的锁的方法，给所述致动器分配RFID基本电路。
背景技术：
这种锁以及这种方法从EP 2733681 A2中已知，其中描述根据前序部分的用于锁的去联锁和/或联锁的方法和锁定设备。所述锁不具有自己的电压源。去联锁和联锁通过致动器的电气操纵来进行。通过电磁波的感应传输（RFID或NFC）来给该致动器供应电能。除了电能之外同样借助于RFID或NFC将密钥从终端设备传输到加密/解密单元上。
在这种情况下产生不利影响的是，闭锁元件和致动器直接相互连接，这导致锁的安全性的降低。同时，不仅打开锁而且锁定锁必须以电气方式或者通过致动器的电气操纵来进行，所述致动器又使锁的部件移动，所述部件是非常沉重的并且因此需要能量较密集的方法。这在操作中是昂贵的，因为在两种情况下终端设备必须被激活。
技术实现要素：
因此，本发明的任务是进一步开发能够电气操纵的锁，使得安全性被提高并且用于在同时高的安全性的情况下解锁以及闭锁所述锁的简化的方法被保证。
该任务根据本发明在开头提到的类型的锁的情况下通过如下方式被解决：在调节构件和闭锁元件之间布置有联锁元件，给调节构件和联锁元件中的一个分配引导构件并且在另一个处构造控制凸轮，所述引导构件紧贴（anliegt）所述控制凸轮以便以能够松脱的方式使所述联锁元件联锁，以及能够与联锁元件接触的操纵元件被设置用于使联锁元件去联锁以及用于使闭锁元件解锁。因此，通过如下方式实现所述锁的提高的安全性：能够电气操纵的致动器和闭锁元件通过联锁元件相互去耦，使得滥用力不能对致动器起作用。除此之外，控制凸轮的构造实现在最小的能量耗费的情况下锁的快速以及简单的解锁和闭锁，因为能够在其中移动的引导构件为了闭锁元件的解锁以及闭锁仅须实施小的移动。操纵元件同样实现锁的节省能量的操纵并且同样导致闭锁元件和致动器的去耦以及因此也导致锁的免受陌生访问的提高的安全性。
锁本身以及能够电子操纵的致动器不具有自己的能量源，即锁外壳不必容纳能量源。这具有如下优点：所述锁具有与已经已知的电子锁相比更小的重量。用于能够电子操纵的致动器的能量借助于电磁波的感应传输、尤其通过射频识别（Radio-frequency identification, RFID）或者通过近场通信（Near field communication, NFC）被提供用于RFID基本电路。在此，NFC是RFID在13.56 MHz的传输频率的情况下的特殊情况。所述锁因此能够通过RFID信号或NFC信号被操纵，其中所述锁在一种优选的实施方式中能够通过NFC被操纵。RFID基本电路在此被构成为无源RFID基本电路并且因此具有RFID应答器。除此之外，RFID基本电路包括电能供应装置以及在所述电能供应装置和致动器之间的电开关。此外，给RFID基本电路分配用于接收RFID信号的天线。优选的是，电能供应装置具有例如电容器形式的短时能量中间存储器。该短时能量中间存储器与RFID基本电路和电开关电连接。无源RFID基本电路的优点在于：从一个或多个具有所分配的RFID读取设备的外部终端设备到RFID应答器的能量交换以及数据交换是可能的。通过该外部能量供应，不会发生如在已知的电子锁中经常情况如此的能量瓶颈。因此，根据本发明的锁是能够电气操纵的，而没有变空的能量存储器以及以此因此不再能操纵的锁的问题。
此外，在本发明的范围中规定，给调节构件分配引导构件并且给联锁元件分配控制凸轮，所述控制凸轮被构成为具有封闭的轨道的引导槽。控制凸轮在此可以以L形、多边形或类似多边形的方式来构成。特别优选的是，引导槽以类似多边形的方式被构成为具有部分地被倒圆的角以及控制凸轮部分地以非对称的方式被构造。通过控制凸轮的构造，在其中被引导的引导构件仅须实施导致锁的去联锁以及联锁的小的移动，使得仅仅少量的能量耗费是必要的。替代地，可能的是，给调节构件分配控制凸轮并且给联锁元件分配引导构件，以及所述调节构件通过回位弹簧来加载。
此外，已证实为有益的是，耦合元件被构成为小齿轮，所述小齿轮嵌合到被构成为齿条的调节构件的齿部中。由此优化致动器和调节构件之间的力传输。在此，小齿轮也可以是传动装置的一部分，以便相对于由致动器所提供的参量来改变调整路径和/或用于调整调节构件的力。
在本发明的范围中也已证实为有利的是，引导构件被构成为引导螺栓。替代地，所述引导构件也可以被构成为球体。
尤其在一种实施方式中规定，给联锁元件分配用于在控制凸轮之内调整引导构件以及用于使闭锁元件闭锁的蓄力元件。在该上下文中优选的是，蓄力元件被构成为压力和拉力弹簧并且该压力和拉力弹簧在所述锁是联锁的时候是张紧的。蓄力元件在此用作能量存储器，所述能量存储器用于在锁外壳中联锁元件以及尤其在控制凸轮之内引导构件的移动。由此不需要用于移动引导构件的附加的电能并且总计需要少量的电能用于锁的操纵。同时，弹簧向下按压联锁元件，使得所述闭锁元件被保护。
此外，在本发明的范围中规定，闭锁元件具有至少一个嵌合部。在此特别优选的是，闭锁元件具有两个嵌合部：在锁是联锁或者锁定的时候用于使闭锁元件闭锁的闭锁嵌合部以及在锁是去联锁或者打开的时候用于保护闭锁元件的保护嵌合部。
此外，已证实为有意义的是，操纵元件被构成为弹性按钮。在此，该按钮具有末端挡板。由此能够与直至末端挡板相比不更远地使弹性按钮与联锁元件接触并且因此阻止用于由未经授权者打开所述锁的对按钮的滥用操纵。通过弹簧来设置最大力，所述最大力对联锁元件以及因此也对引导构件起作用并且所述最大力在控制凸轮之内调整引导构件。
由此同样减少为了锁的联锁以及去联锁所需要的电能。在该上下文中特别优选的是，给所述按钮分配楔，所述楔的末端嵌合在被构造在联锁元件处的凹口中。通过所述楔简化联锁元件的操纵。
此外，已证实为有益的是，给调节构件分配闭锁弹簧。这用于附加地使能够电气运行的致动器闭锁并且因此使引导构件的移动闭锁。该闭锁例如可以被取消，其方式是，闭锁弹簧为了共同的调整与联锁元件耦合。此外规定，在调节构件处构造用于闭锁弹簧的中间位置的卡槽面（Rastfläche）。
根据本发明的任务附加地通过密钥单元与锁的组合来解决，其中设置有密钥单元和RFID基本电路之间的连接、用于存储一个或多个激活密钥的存储元件以及用于将一个或多个激活密钥与由外部终端设备所发送的终端设备密钥相均衡的比较器。由此所述锁不是通过机械钥匙来操纵，而是通过密码密钥来操纵。尤其有利的是，在存储元件上能够存储一个或多个激活密钥，使得能够使用具有不同的终端设备密钥的不同的外部终端设备。通过密钥单元和RFID基本电路之间的连接变得可能的是，将密码密钥通过电磁波的感应传输、尤其借助于RFID或NFC从外部终端设备通过RFID基本电路传输到密钥单元上。
在该上下文中有利的是，设置有由至少一个外部终端设备和上面所提到的组合构成的系统，其中外部终端设备包括RFID读取设备。终端设备密钥因此由RFID读取设备传输。密钥单元的比较器将终端设备密钥与被存放在存储构件上的激活密钥之一相比较。在两个密钥一致的情况下给致动器供应电能，所述电能同样通过RFID或NFC被传输给RFID基本电路。外部终端设备在此可以被构成为移动电话、智能钥匙、钥匙卡或者其它的电气设备。这具有如下优点：不必随身携带附加的机械钥匙并且多个外部终端设备可以访问一个锁。与此不同，在机械钥匙的情况下大多仅存在一个主钥匙以及一个备用钥匙。此外，任意多的外部终端设备可以以非常简单的方式通过钥匙卡获得密钥信息（终端设备密钥），即所述外部终端设备通过电气接口、诸如NFC获得终端设备密钥。终端设备密钥不必如在已知的电气锁的情况下那样通过云利用出于安全性技术原因被复杂化的加密的标识来传输。
涉及方法的任务通过如下方法被解决，所述方法包括下列步骤：
a）通过闭锁元件的机械操纵使所述锁锁定，
b）通过将电能以及终端设备密钥借助于RFID或NFC从外部终端设备传输到被分配给致动器的RFID基本电路上来打开所述锁。
所述打开以电子方式在没有内部能量源的必要性的情况下以电子操纵的安全性技术优点来进行。锁定又纯机械地进行，即能够节省时间地、节省能量地以及简单地操纵。
在本发明的范围中此外规定，在根据步骤a锁定时附加地将终端设备密钥借助于RFID或NFC从外部终端设备传输到被分配给致动器的RFID基本电路上。这确保锁定虽然不借助于电能来进行，但是仍然仅被授权者、即在其外部终端设备上具有合适的终端设备密钥的那个被授权者可以锁定所述锁。在一种替代的实施方式中也能够设想：锁的锁定通过将电能以及终端设备密钥借助于RFID或NFC从外部终端设备传输到被分配给致动器的RFID基本电路上来运转。
此外，所述方法为了锁定所述锁包括下列步骤：
- 通过将闭锁元件推移到锁定的位置中并且由此将引导构件在多边形的控制凸轮之内引导到闭锁位置中来使联锁元件从保护嵌合部中松脱，
- 将联锁元件嵌合到闭锁嵌合部中并且将闭锁元件闭锁到被锁定的位置，
- 将引导构件移动到控制凸轮中的闭锁位置中。
除此之外，所述方法为了打开所述锁包括下列步骤：
- 操纵外部终端设备并且将终端设备密钥借助于RFID或NFC从外部终端设备的RFID读取设备传输到与RFID基本电路连接的密钥单元上，
- 将终端设备密钥与被保存在密钥单元中的激活密钥相均衡，
- 在终端设备密钥与激活密钥一致的情况下将用于致动器的电能借助于电磁波的感应传输提供到RFID基本电路上，
- 通过借助于操纵通过耦合构件与致动器连接的调节构件使联锁元件去联锁来将闭锁元件从闭锁嵌合部中解锁，所述调节构件在控制凸轮的闭锁位置和释放位置之间移动引导构件，
- 通过操纵操纵构件来将引导构件移动到释放位置中。由此将联锁元件向上与蓄力元件的力相反地推移，
- 通过使操纵元件松脱来保护在被打开的位置中的闭锁元件，由此在闭锁位置和释放位置之间移动引导构件，使得联锁元件嵌合到保护嵌合部中。
总之，根据本发明的设备和根据本发明的方法的优点在于：锁然而被改进，使得所述锁能够被电子地打开但是机械地锁定，使得通过电子打开来保证高的安全性并且通过机械锁定来实现简单的操作。锁本身的构造在此不具有集成的能量供应，而是借助于电磁波（RFID或NFC）到锁中的RFID基本电路或者RFID应答器上的感应传输从外部终端设备的RFID读取设备获得能量。这防止常规的电子锁的关于耗尽的能量源以及因此不再能够打开的锁的问题。机械钥匙被密码代替，所述密码同样通过RFID或NFC被传输到RFID基本电路上。这一方面具有如下优点：不仅仅一个外部终端设备而是多个外部终端设备可以操纵所述锁，这不仅提高消费者的灵活性而且使遗失密钥的概率最小化。在机械钥匙的情况下最多存在一个备用钥匙，使得在遗失两个钥匙的情况下所述锁变得不能用。此外，所述锁通过闭锁元件和致动器通过联锁元件的去耦来保证提高的安全性标准。因此，滥用力不对致动器起作用。通过构造控制凸轮、蓄力元件和操纵元件，引导构件在控制凸轮之内的移动以节省能量的方式进行，因为引导构件仅须实施小的移动。因此，本发明的特色在于高的安全性、节省能量的以及用户友好的操纵以及高的灵活性。
附图说明
下面借助于在附图中所示出的实施例来进一步解释本发明；
图1示出根据本发明的没有外壳的具有被闭锁的闭锁元件的锁的后视图，
图1a示出图1中的涉及锁单元的细节，
图2示出图1的透视图，
图2a示出图2中的涉及锁定单元的细节，
图3示出根据图2的锁定单元的详细视图，
图4示出图3的透视图，
图5示出具有被按压的操纵元件的被打开的锁的后视图，
图6示出图5的锁定单元的详细视图，
图7示出图6的透视图，
图8示出被打开的锁的后视图，
图9示出图8的锁定单元的详细视图，
图10示出在如下配置中的控制凸轮的图示：
a) 在闭锁的配置中，
b) 在通过激活致动器而解锁的配置中，
c) 在通过按压按钮而解锁的配置中，
d) 在通过松开按钮而被打开的、被保护的配置中，以及
e) 在利用被按压的按钮而锁定的配置中，
图11示出另一实施方式的涉及锁定单元的细节，以及
图12示出在如下配置中的所述另一实施方式的控制凸轮的另一图示：
a) 在闭锁的配置中，
b) 在通过激活致动器而解锁的配置中，
c) 在通过按压按钮而解锁的配置中，
d) 在通过松开按钮而被打开、被保护的配置中，以及
e) 在利用被按压的按钮而锁定的配置中。
具体实施方式
图1至10示出车锁（Rahmenschloss）形式的根据本发明的锁的一种实施方式。不过，根据本发明的设备也能够应用于其它的锁类型、例如U形锁，在所述U形锁的情况下闭锁元件与U形的自由端相互影响并且闭锁元件实施线性移动来代替回转移动。在此，图1至4示出在没有外壳的情况下所示出的、被锁定的锁的不同的图示。所述锁由两个侧臂24来构建，所述侧臂用于容纳、引导以及调整闭锁元件1。闭锁元件1具有两个嵌合部15、即闭锁嵌合部23以及保护嵌合部22。在锁的锁定状态中，联锁元件6嵌合到闭锁元件1的闭锁嵌合部23中并且因此阻止其在侧臂24中的调整。
为了打开所述锁，操纵锁定单元32，所述锁定单元具有能够电气运行的致动器2，所述致动器通过耦合元件4与调节构件5连接，所述调节构件具有引导构件7，所述引导构件能够在控制凸轮8之内移动（图1a）。控制凸轮8被构造在被布置在致动器2和闭锁元件1之间的联锁元件6处。
控制凸轮8被设计为具有以类似多边形的方式被构造的封闭的轨道的引导槽10。控制凸轮8具有闭锁位置30、引导位置31和保护位置33（图10）。
在图1至10中所示出的实施例的耦合元件4被构成为小齿轮11，所述小齿轮嵌合到被构成为齿条12的调节构件5的齿部中。此外，联锁元件6具有凹口18、两个联锁元件侧臂27和接片28。联锁元件侧臂27和接片28嵌合到闭锁嵌合部23（图2a）中或者保护嵌合部22中以阻断闭锁元件1的调整。除此之外，给联锁元件6分配蓄力元件14，所述蓄力元件以压力和/或拉力弹簧的形式被构成，所述压力和/或拉力弹簧在闭锁元件1的被联锁的状态中施加用于调整联锁元件6的力。此外，锁定单元32具有操纵元件9，所述操纵元件被构成为具有末端挡板29的弹性按钮16并且给所述操纵元件分配楔17，所述楔嵌合到联锁元件6的凹口18中。通过末端挡板29阻止：尝试打开所述锁的滥用力可以通过操纵元件9对引导构件7以及对致动器2发生影响。
锁定单元32具有印刷电路板26，所述印刷电路板包括RFID基本电路3和密钥单元19。给RFID基本电路分配天线25，所述天线用于接收RFID信号或NFC信号。RFID基本电路3被构成为无源RFID基本电路，即所述RFID基本电路包括RFID应答器，所述RFID应答器通过电线以及通过开关与致动器2连接。除此之外，在开关和RFID应答器之间布置有电容器形式的用于电能的短时存储的中间能量短时存储器。
RFID基本电路3通过电线也与密钥单元19连接。该密钥单元具有用于保存一个或多个激活密钥的存储元件20和比较器21。在比较器21中将一个或多个由未被示出的外部终端设备所发送的终端设备密钥与一个或者与多个激活密钥相比较。未进一步被示出的外部终端设备包括RFID读取设备作为用于传输终端设备密钥和电能的发送器。所述外部终端设备被构成为移动电话、智能钥匙、钥匙卡或者被构成为其它的移动电气设备。因此，所述锁能够通过由外部终端设备发出的RFID信号或者NFC信号来操纵，其中所述锁优选地能够通过NFC信号来操纵。
下面，从被联锁的锁出发描述闭锁元件1的用于打开所述锁的去联锁。不同于锁的锁定，锁的打开不是纯手动地进行，而是通过致动器2的电气操纵进行。锁本身不具有自己的能量源并且也不通过电线与外部能量源连接。但是原则上也可能的是，将电池或蓄电池安装在锁中。用于操纵致动器的电能当前通过电磁波的感应传输、尤其通过RFID或NFC来提供。为此，外部终端设备中的RFID读取设备被激活，所述RFID读取设备将RFID信号或NFC信号发送给锁的天线25并且给电容器充电。该信号被输送给RFID基本电路3中的RFID应答器。该信号包含终端设备密钥，所述终端设备密钥在密钥单元的比较器21中与被存放在存储元件20中的激活密钥相比较。如果所述密钥相互一致，则开关被操纵并且电能从电容器被传输到致动器2上。因为闭锁元件1被闭锁，即联锁元件6嵌合到闭锁元件1的闭锁嵌合部23中，所以被构成为引导螺栓13的引导构件7在控制凸轮8之内处于闭锁位置30中（参看图1-4和图10a）。小齿轮11通过所提供的电能驱动齿条12，使得引导螺栓13从闭锁位置30顺时针地在联锁元件6的方向上被移动（参看图10b）。因此，引导螺栓13可以仅通过由致动器2所执行的横向移动而离开闭锁位置30。
在下一步骤中（参看图5-7）由用户手动地压入弹性按钮16直至末端挡板29，使得楔17嵌合到联锁元件6的凹口18中并且向上相对弹簧的力推动所述联锁元件。由此也向上在弹簧的方向上移动被构造在联锁元件6中的控制凸轮8。在此，引导螺栓13相对于联锁元件6在引导槽10中向下滑动到引导位置31中（参看图10c），在所述引导位置中联锁元件6轴向地被调整为远离闭锁元件1。因此，联锁元件6不再嵌合到闭锁嵌合部23中。闭锁元件1被释放并且通过在图中未示出的、张紧的弹簧来打开，所述弹簧被布置在侧臂24之内。作为结果，通过本发明传输激活密钥，所述激活密钥作为如下前提引起致动器的电动调整：被授权的人员可以借助于按钮打开车锁。
通过松开弹性按钮16（参看图8和图9），销17又从凹口18中被压出（优选地通过弹簧）。由此联锁元件6通过弹簧14又向下在闭锁元件1的方向上被引导并且引导螺栓13由于控制凸轮8的非对称的构造顺时针地被移动到保护位置33中（图10d）。控制凸轮8的非对称的设计通过虚线34在图10c中被示出。联锁元件6在此嵌合到闭锁元件1的保护嵌合部22中，使得闭锁元件1在打开位置中被保护并且例如在行驶期间不能利用轮子的阻挡来进行车锁的联锁。
不同于常规的电子锁或者也不同于基于RFID技术的锁，根据本发明的锁在打开时需要电能，而所述锁的锁定可以纯机械地进行。为此，弹性按钮16又被操纵并且联锁元件6通过嵌合到凹口18中的楔17向上在弹簧的方向上被推移并且引导螺栓13又被移动到引导位置31中（图10e）。闭锁元件1现在手动地通过未被示出的操纵构件来移动或者锁定，所述操纵构件在操纵构件引导槽中被布置在锁的正面上并且与闭锁元件1连接。通过弹性按钮16的紧接着的松脱，联锁元件6相对于引导螺栓13又向下被移动，即引导螺栓13在引导槽10中以被强制控制的方式被调整到闭锁位置30中。
替代地，保护嵌合部22可以以圆锥体来成形，所述圆锥体被构型，使得在操纵所述操纵构件时联锁元件6从保护嵌合部22中被压出并且相对蓄力元件14的力后退。控制凸轮8在面向致动器2的侧上轻微地被倒圆并且以非对称的方式被构造。通过松开弹性按钮16以及由于蓄力元件14的力，引导螺栓13顺时针地重新移动到闭锁位置30中。联锁元件6嵌合到闭锁嵌合部23中并且所述电子锁被联锁。
在图11和12中示出了另一种实施方式，在所述实施方式中给调节构件5分配控制凸轮8并且给联锁元件6分配引导构件7。该实施方式的操纵原则上相同地进行，即通过RFID读取设备将终端设备密钥传输给被联锁的锁的锁定单元32并且给电容器充电，使得在密钥比较之后在一致的情况下通过致动器2来转动小齿轮11并且因此调整齿条12，使得引导螺栓13从在图12a中所示出的位置被调整到从图12b中可见的位置中。弹性按钮16的操纵实现通过楔17利用引导螺栓13将联锁元件6调整到在图12c中所示出的位置中。
在该实施方式中应注意的是，齿条12通过回位弹簧36来加载。但是，立即的回位通过闭锁弹簧35被抑制，所述闭锁弹簧同样利用联锁元件6来调整。图12d示出在松脱按钮16之后的配置“儿童保护”，在所述配置中齿条12又在输出位置的方向上被拉拽。通过重新按压按钮16，联锁元件6向上被调整并且闭锁元件1可以被调整用于锁定所述锁（图12e）。
附图标记列表
1闭锁元件
2致动器
3RFID基本电路
4耦合元件
5调节构件
6联锁元件
7引导构件
8控制凸轮
9操纵元件
10 引导槽
11 小齿轮
12 齿条
13 引导螺栓
14 蓄力元件
15 嵌合部
16 弹性按钮
17 楔
18 凹口
19 密钥单元
20 存储元件
21 比较器
22 保护嵌合部
23 闭锁嵌合部
24 侧臂
25 天线
26 印刷电路板
27 联锁元件侧臂
28 接片
29 末端挡板
30 闭锁位置
31 引导位置
32 锁定单元
33 保护位置
34 （虚）线
35 闭锁弹簧
36 回位弹簧
37 闭锁面
38 齿轮传动
39 卡槽面。