Stand der Techniek Geïntegreerde Inbraakbeveiliging DEEL 4
Electromechanisch hang- en sluitwerk
TIS-project Inbraakbeveiliging
State of the Art Geïntegreerde Inbraakbeveiliging Deel 4 Elektromechanisch hang- en sluitwerk Inhoud Deel 4: Elektromechanisch hang- en sluitwerk ...........................................3 1 Inleiding ...............................................................................................................3 2 Elektrische sluitplaat ..........................................................................................3 2.1 Fail secure/ Fail save .................................................................................................. 4 2.2 Werkingsprincipe ........................................................................................................ 5
3 Krukbediende solenoïdsloten ............................................................................6 3.1 Aandachtspunten ........................................................................................................ 8
4 Motorsloten..........................................................................................................9 4.1 Aandachtspunten ...................................................................................................... 12
5 Motorcilinder .....................................................................................................13
2
Deel 4: Elektromechanisch hang- en sluitwerk 1 Inleiding De
elektronische
en
elektromechanische maatregelen
tegen
inbraak omvatten ook het
elektromechanisch
hang –en sluitwerk – Figuur 1 Figuur 1: elektromechanisch hang- en sluitwerk Deze systemen zijn er veelal op gericht het comfort van de gebruiker te verhogen maar kunnen ook een belangrijke bijdrage leveren naar inbraakveiligheid. Zo is de eerste voorwaarde waaraan voldaan dient te worden voor een efficiënte beveiliging tegen inbraak de zogenaamde organisatorische maatregelen, b.v. het sluiten van alle ramen en deuren bij het verlaten van de woning. Dit vereist een zekere discipline van de gebruiker. Toch bestaan er vandaag systemen die ramen en deuren automatisch op slot kunnen doen en weer openen. Op deze manier ondersteunen zulke systemen de gebruiker bij het nemen van de voornaamste maatregelen tegen inbraak, de organisatorische maatregelen.
2 Elektrische sluitplaat De meest eenvoudige manier om een deur elektromechanisch te controleren en al dan niet vrij te geven, van op afstand, is door middel van een elektrische sluitplaat – Figuur 2. Deze sluitplaat wordt ingelaten in de stijl van het kozijn op de plek van de bestaande sluitplaat, en werkt via één van de schoten van het slot – Figuur 3.
+
Figuur 2 Elektrische sluitplaten
3
Elektrische sluitplaten die werken op de dagschoot van het slot zijn voornamelijk geschikt voor de organisatorische beveiliging en bieden weinig of geen inbraakvertraging. Dit vanwege de beperkte houdkracht van de sluitplaat ( +/- 250 kg tot 500 kg). Voor dit laatste bestaan er speciale elektrische nachtschootsluitplaten die een grotere zijdelingse druk kunnen weerstaan. Elektrische sluitplaten kunnen gecombineerd worden met terugmeldcontacten, waardoor de stand van de deur kan gemeld worden op een display of aan een domotica –of inbraakalarmsysteem.
Figuur 3 Elektrische sluitplaten gemonteerd in het deurkozijn(kader) Elektrische sluitplaten bestaan er in verschillende varianten. Zo zijn er die werken op een spanning van 12 V, 24 V en hogere spanningen. Er zijn elektrische sluitplaten die enkel werken op gelijkspanning (DC), enkel op wisselspanning (AC) en die werken op zowel gelijkals wisselspanning (AC/DC). Typisch aan sluitplaten die werken onder wisselspanning is het zoemend geluid, ingeval de sluitplaat bekrachtigd wordt. Indien de toepassing vereist dat het hoorbaar moet zijn indien de deur geopend wordt, dan is het aangewezen om een AC sluitplaat te plaatsen.
2.1 Fail secure/ Fail save Elektrische sluitplaten komen voor in 2 verschillende werkingstoestanden, namelijk “fail secure”en “fail save”, waarvan de “fail secure” toepassing het vaakst wordt
4
toegepast . Ingeval de elektrische sluitplaat blokkeert bij spanningsloze of niet bekrachtigde toestand, spreekt met van “fail secure”. Deze werkingstoestand wordt ook wel “arbeidstroom” genoemd. Ingeval de elektrische sluitplaat blokkeert onder spanning of bekrachtigde toestand, spreekt met van “fail save”. Dit betekent dat onder spanningsloze toestand de deur vrijgegeven of open is. Deze werkingstoestand wordt ook wel “ruststroom” genoemd.
2.2 Werkingsprincipe Het werkingspricipe van een elektrische sluitplaat kan aangetoond worden met behulp van het voorbeeld in figuur 4. In deze figuur wordt een exploded view “A” getoond van de behuizing van een elektrische sluitplaat. Hierbij onderscheidt men drie belangrijke sluitingscomponenten. Deze componenten zijn de “houder” (12, figuur4), de sluitarm (22, figuur 4) en de sluithaak (24, figuur 4). Het is de interactie van deze drie componenten die zorgt voor de vergendeling en ontgrendeling van de Figuur 4 Assemblage van een elektrische sluitplaat
sluitplaat. De sluithaak wordt via een hefboom (30, figuur 4)
aangedreven door een solenoïde actuator (samenstelling van 40, 42, 43, ,44 en 45, figuur4). De houder kan roteren rond de houderpin (15, figuur 5 en 6), en kan zo, in vrijgegeven toestand, de schoot van het deurslot doorlaten bij opendraaiende deur. De sluitarm (22, figuur 4 en 6) kan roteren rond een pin (28, figuur 4 en 6), en de sluithaak kan op haar beurt roteren rond een pin (29, figuur 4 en 6).
5
Figuur 5 Subassemblage
Figuur 6 Subassemblage met behuizing
De sluitarm blokkeert (22, figuur 4 en 6) de houder (12, figuur 4 en 6) indien de sluitarm zelf geblokkeerd wordt door de sluithaak (24, figuur 4 en 6) dewelke kan inhaken in de sluitarm (22, figuur 4 en 6). De sluithaak zelf wordt aangedreven door een solenoïde actuator (samenstelling van 40,43,42,44 en 45, figuur4), en kan zo, naargelang de solenoïde een stroomimpuls ontvangt of niet, de sluitarm blokkeren of niet. Op deze wijze kan vanop afstand gestuurd worden of de schoot van het deurslot geblokkeerd blijft in de houder of niet, en zodoende de geopend dient te worden of gesloten dient te blijven.
3 Krukbediende solenoïdsloten Bij krukbediende solenoïdsloten wordt de deurkruk mechanisch doorgekoppeld of ontkoppelt naar de nacht- en/of dagschoot bijmiddel van een solenoïde actuator. Met andere woorden, zal een solenoïde actuator de nacht en/of dagschoot mechanisch vrijgeven ingeval het slot elektrisch aangestuurd wordt of niet. Hierdoor wordt het mogelijk van op afstand te sturen of het slot bediend kan worden doormiddel van de deurkruk of niet. Men onderscheidt hierin 2 type sloten. Bij het eerste type slot wordt het bedienen van de dag- en/of nachtschoot mogelijk via de deurkruk indien de solenoïde elektrisch bekrachtigd wordt. Indien de solenoïde actuator niet Figuur 7 Krukbediend solenoïdslot
bekrachtigt wordt, zal de deurkruk mechanisch worden
6
afgekoppeld van het bedieningmechanisme van de dag- en/of nachtschoot. Men kan het slot dan enkel openen bijmiddel van de bediening van het cilinderslot. Men spreekt dan van “fail secure” of het arbeidstroom principe – Figuur 8. Bij het tweede type slot wordt het bedienen van de dag- en/of nachtschoot mogelijk via de deurkruk indien de solenoïde niet elektrisch bekrachtigd wordt. Indien de solenoïde actuator wel bekrachtigt wordt, zal de deurkruk mechanisch worden afgekoppeld van het bedieningmechanisme van de dag- en/of nachtschoot. Men kan het slot dan enkel openen bijmiddel van de bediening van het cilinderslot. Men spreekt dan van “fail save” of het ruststroom principe – Figuur 9.
Figuur 8 Fail secure Kruk met aanuit mode
Figuur 9 Fail save Wanneer de deurkruk doormiddel van een solenoïde in bovengenoemde toestanden gebracht kan worden volgens het “fail secure” of “fail save” principe, dan zegt men dat deze kruk een aan-uit mode bezit. Het kan vaak zijn dat het niet gewenst is dat beide krukken een aan-uit mode bezitten. Maar dat één van beide krukken het slot “altijd”
Kruk met paniekfunctie
mechanisch kan openen. Men spreekt dan van een kruk met paniekfunctie. De meest voorkomende opstelling is deze waarbij het solenoïdslot langs de buitenzijde enkel geopend kan worden via de deurkruk indien men de toelating krijgt (b.v.
Figuur 10 solenoïdslot met paniekfunctie
toegangscontrole of een afstandsbediening) of door het bedienen van het cilinderslot met de gepaste sleutel. En
dat het solenoïdslot langs de binnenzijde altijd bedienbaar is via de deurkruk. M.a.w. Langs de buitenzijde een deurkruk in aan uit mode en aan de binnenzijde een deurkruk met paniekfunctie –Figuur 10.
7
De krukbediende solenoïdsloten kunnen voorzien worden van een cilinderslot, zodat ze altijd mechanisch geopend kunnen worden bijmiddel van het bedienen van het cilinderslot, en bestaan ook in meerpuntsluiting. Krukbediende solenoïd inbouwsloten zijn daarenboven voorzien van extra elektronica (b.v. een chip, microschakelaar,
Figuur 11 Elektronische componenten
reed contacten enz..) om o.a. te voorzien in de mogelijkheid om te combineren met toegangscontrole systemen, alarmsystemen, domotica enz…- Figuur 11 en 12. De hedendaagse krukbediende solenoïdsloten voldoen aan de huidige normen met betrekking tot de mechanische inbraakvertragingseigenschappen (EN 1627 en EN12209-1). Daarom zijn deze sloten geschikt voor het voorzien van de nodige inbraakvertraging en tegelijkertijd bijkomende ondersteuning te geven op organisatorisch vlak.
Figuur 12 Krukbediend solenoïdslot: communicatie- en signalisatiemogelijkheden
3.1 Aandachtspunten ¾ Krukbediende solenoïdsloten mogen niet gebruikt worden in combinatie met deurautomaten. Daar men de kruk van het slot altijd moet bedienen om de deur te openen. Deurautomaten zijn elektromechanische of elektrohydraulische deuraandrijvingen, die na een impuls de deur openen, en vervolgens na een
8
ingesteld tijdsinterval de deur weer sluiten – Figuur 13. ¾ Krukbediende solenoïdsloten zijn niet voorzien voor intensief gebruik, de levensduur is te beperkt voor deuren met zeer veel Figuur 13 Deurautomaat
doorgang.
¾ In figuur 14 wordt een toepassingsvoorbeeld weergegeven van een toegangsdeur uitgerust met een solenoïdeslot in combinatie met een deurdranger en een codeklavier (toegangscontrole)
Figuur 14 Toepassingsvoorbeeld van een krukbediende solenoïdslot
4 Motorsloten Bij motorsloten wordt gebruik gemaakt van een elektrische wisselspanningsmotor, die op afstand bediend wordt om de: ¾
dag- en nachtschoot te ontgrendelen
¾
nachtschoot in te trekken
9
Figuur 15 Principe van een motorslot Het werkingsprincipe kan worden uiteengezet aan de hand van figuur 15. Figuur 15 illustreert het motorslot in vergrendelde toestand (links) en in ontgrendelde toestand (rechts). In de slotkast (1, figuur 15) bevindt zich een elektrische wisselstroommotor (7, figuur15), waarvan haar rotatie via een tandwiel- wormwieloverbrenging (8 en 9, figuur 15), een nok en een overbrengingsplaat (10 en 11, figuur 15) wordt omgezet in een translatie. De overbrengingsplaat (11, figuur 15) is voorzien van een geleidingsgleuf (14, figuur 15) waarin een nok (13, figuur 15), dewelke verbonden is aan de nachtschoot, wordt geleidt. De geleidingsgleuf (14, figuur 15) heeft een zodanige vorm dat in de extreme toestand “vergrendeld”, links weergegeven in figuur 15, de nachtschoot uitgeschoven en vergrendeld wordt via de nok (13, figuur 15). Wanneer de elektrische motor (7, figuur 15), met behulp van het overbrengingsmechanisme 8, 9 en 10 (figuur15), de overbrengingsplaat (11, figuur 15) heeft gebracht in de ontgrendelde positie (rechts), dan heeft de geleidingsgleuf 14 (figuur 15) de nachtschoot ingetrokken via de nok 13 (figuur 15). Tegelijkertijd heeft het geleidingoppervlak 31 (figuur 15) van de overbrengingsplaat (11, figuur 15) de vergrendelpal 15 (figuur 15) in haar bovenste positie verplaatst, waardoor de dagschoot (4, figuur 15) ontgrendeld wordt. In dit geval kan de deur geopend worden. Wanneer de deur zich in de geopende toestand bevindt, zal de dagschoot (14, figuur 15) en de schieter (19, figuur 15) in hun volledig uitgeschoven toestand komen te staan, daar deze componenten respectievelijk door de veren 6 en 20 (figuur 15) worden aangedreven. De schieter (19, figuur 15) zal via het overbrengingsvlak 22 (figuur15) de overbrengingsplaat (11, figuur15) blokkeren. Hierdoor wordt bewerkstelligd dat de nachtschoot (3, figuur 15) ingetrokken blijft, als de deur open staat. Dit is de toestand die wordt weergeven op de rechterschets “vergrendeld” van figuur 15.
10
De motorsturing (30, figuur 15) kan dan zodanig geprogrammeerd worden dat de motor na een bepaalde tijd het overbrengingsmechanisme bestaande uit een tandwiel- wormwieloverbrenging (8 en 9, figuur 15) en een nok (10, figuur 15) terug in de toestand brengt zoals geïllustreerd in de linkerschets “vergrendeld” van figuur 15. Wanneer de deur terug gesloten wordt zullen de dagschoot (4, figuur 15) en de schieter (19, figuur 15) door contact met de rand van de sluitplaat (18, figuur 15) ingeduwd worden, en zodoende in hun ingetrokken toestand worden gebracht. Hierdoor schuift de nok (21, figuur 15), verbonden aan de schieter (19, figuur 15), onder het overbrengingsvlak 22 (figuur 15) weg, waardoor de overbrengingsplaat (11, figuur 15), aangedreven door veer 5 (figuur15), vrijgegeven wordt om terug Figuur 16 Motorslot met paniekfunctie
naar beneden te verschuiven in de vergrendeltoestand. Van zodra de
dagschoot (4, figuur 15) en nachtschoot (3, figuur 15) zich voor de sluitkom bevinden, zullen deze onder aandrijving van respectievelijk de veren 6 (figuur 15) en 5 (figuur 15) worden uitgeduwd in de sluitkom. De overbrengingsplaat (11, figuur 15) zal naar benden schuiven, hierdoor wordt de nachtschoot (3, figuur 15) vergrendeld via de nok 13 (figuur 15) in de geleidingsgleuf 14 (figuur15). Tegelijkertijd verplaatst zich het overbrengingsvlak 31 (figuur 15) vanonder de vergrendelpal (15, figuur 15) weg. Deze vergrendelpal (15, figuur 15) komt, onder aandrijving van een veer (16, figuur 15), in contact met het overbrengingsvlak 17 (figuur 15), waardoor de dagschoot (4, figuur 15) wordt vergrendeld. Het motorslot is eveneens voorzien van een bedieningsas (23, figuur 15 en 16). Deze bedieningsas is verbonden aan een meenemer (24, figuur 15 en 16). Men kan de bedieningsas (23, figuur 15 en16) voorzien van een kruk. Wanneer de kruk bedient, zal de bedieningsas (23, figuur 15 en 16) via de meenemer (24, figuur 15 en 16) contact maken met nok 25 (figuur 15 en 16) verbonden aan de overbrengingsplaat (11, figuur 15 en 16). Hierdoor kan de overbrengingsplaat (11, figuur15 en 16) bediend worden en zodoende het slot ontgrendeld worden, zelfs ingeval er een spanningsuitval is. Dit is een zogenaamde
11
paniekfunctie, en wordt aan de binnenzijde van het pand voorzien. Hierdoor is het mogelijk altijd het gebouw te verlaten, maar anderzijds enkel mogelijk het gebouw te betreden ingeval men van op afstand de toelating krijgt en zodoende het motorslot aangestuurd wordt – Figuur 16.
Figuur 17 Motorslot; communicatie- signalisatiemogelijheden Bij motorsloten bestaat er bovendien de mogelijkheid om een profielcilinder aan te brengen. Wanneer deze cilinder bediend wordt, zal de meenemer van de cilinder via het overbrengingsvlak 32 (figuur 15) de overbrengingsplaat (11, figuur 15) kunnen bedienen en zodoende het motorslot ontgrendelen. Zodoende kan ingeval van een stroompanne toch nog het gebouw betreden. De vergrendel- en ontgrendeltoestand worden doorgegeven via de microschakelaars 28 en 29 (figuur 15) aan de motorsturing (30, figuur 15). Deze motorsturing bevindt buiten de slotkast (1, figuur 15). Net als de krukbediende solenoïdinbouwsloten zijn de inbouwmotorsloten voorzien van extra elektronica (b.v. een microprocessor, microschakelaars, reed contacten enz..) om o.a. te voorzien in de mogelijkheid om te combineren met toegangscontrole systemen, alarmsystemen, domotica enz…- Figuur 17
4.1 Aandachtspunten ¾
Motorsloten mogen gebruikt worden met deurautomaten.
¾
Motorsloten zijn robuuster dan solenoïdsloten, en zijn daarom geschikt voor intensief gebruik.
¾
In figuur 18 wordt een toepassingsvoorbeeld weergegeven van een toegangsdeur uitgerust met een motorslot in combinatie met een deurautomaat en een codeklavier (toegangscontrole).
12
Figuur 18 Toepassingsvoorbeeld van een motorslot
5 Motorcilinder De hoofdfunctie van een motorcilinder is om de dagen nachtschoot aan te sturen van een DIN insteekslot. Een motorcilinder bestaat uit drie componenten: 1. Een mechanische profielcilinder aan de buitenzijde van de deur, die de mechanische bediening van de motorcilinder toelaat (b.v. om het gebouw te kunnen betreden ingeval van een stroompanne). 2. Een aan de binnenzijde bevindende elektrische
Figuur 19 Motorcilinder
motoraandrijving, waardoor het mogelijk wordt de deur automatisch te vergrendelen of te ontgrendelen 3. Een motorcilindersturing, die ervoor zorgt dat de motorcilinder de mogelijkheid bezit om gecombineerd te worden met een toegangscontrolesysteem, inbraakalarminstallatie, sluitsystemen, enz… De huidige motorcilinders passen vrijwel altijd in DIN insteeksloten voor europrofiel cilinders dankzij zijn DIN conforme inbouwmaten – Figuur 20.
13
De meeste motorcilinders zijn voorzien van een geïntegreerde drukknop in de cilinder om de motorcilinder te bedienen en een manuele draaiknop (ingeval stroomuitval). Daarenboven zijn ze voorzien van een instelbare mogelijkheid tot Dag/Nacht stand. D.w.z. de besturing kan
Figuur 20 Motorcilinder montage in DIN insteekslot
zondanig ingesteld worden dat na opening van de deur en vervolgens weer sluiting de deur ook weer vergrendeld dient te worden met de motor of niet. Bij dagstand blijft de deur ontgrendeld en bij nachtstand zal de deur worden vergrendeld. De ingebruikname is zeer eenvoudig door de zelflerende besturing. Motorcilinders zijn eveneens gecombineerd verkrijgbaar met inbraakwerende cilinders (SKG**). En aangezien de elektrische motoraandrijving eveneens aan de binnenzijde van het gebouw geplaatst wordt, is het dus ook niet rechtstreeks aan te vallen. Daarenboven kunnen ze ook toegepast worden voor het automatisch vergrendelen van meerpuntsloten. De meeste motorcilinders zijn modulair van opbouw, dit maakt het mogelijk de motorcilinder eenvoudig op lengte aan te passen indien de deur naderhand wordt aangepast in dikte. Daar de toegepaste motoren gelijkstroommotoren zijn dient er steeds een transformator gelijkrichter of voeding te worden voorzien (is meestal meegeleverd met de motorcilinder). Bij de plaatsing van een motorcilinder dient men steeds een magneetcontact te voorzien aan de deur. Via dit magneetcontact kan de motorcilindersturing de deurstand herkennen (gesloten of geopend) zodat deze ingeval van gesloten toestand, indien zo geprogrammeerd, vergrendeld kan worden door de motorcilinder. Bij de montage van het Figuur 21 Magneetcontact voor detectie van de deurstand
magneetcontact dient er voor worden gezorgd dat reeds een kleine opening van de deur kan worden
14
herkend. Het deurcontact dient daarom zo ver mogelijk van de scharnierzijde geplaatst te worden en aan de bovenzijde van de deur – Figuur 21. Van figuur 22 tot 24 worden een aantal toepassingsmogelijkheden geïllustreerd met een motorcilinder.
1 Motorcilidersturing 2 Voeding (230 V AC/12 V of 24V DC) 3 Motorcilinder 4 Magneetcontact 5 Kabelovergang 6 Aansluitkabel voor de motorcilinder 7 Kabel 8 Externe drukknop 9 Kabel 10 Aansluiting 230 V AC
Figuur 22 Toepassingsvoorbeeld voor een enkele deur
1 Motorcilidersturing 2 Voeding (230 V AC/12 V of 24 V DC) 3 Motorcilinder 4 Magneetcontact 5 Kabelovergang 6 Aansluitkabel voor de motorcilinder 7 Kabel 8 Externe drukknop 9 Kabel 10 Aansluiting 230 V AC 11 nachtschootcontact Figuur 23 Toepassingsvoorbeeld voor een enkele deur met een DIN paniekslot (toepassing van een nachtschootcontact vereist)
15
1 Motorcilidersturing 2 Voeding (230 V AC/12 V of 24 V DC) 3 Motorcilinder 4 Magneetcontact 5 Kabelovergang 6 Aansluitkabel voor de motorcilinder 7 Kabel 8 Externe drukknop 9 Kabel 10 Aansluiting 230 V AC Figuur 24 Toepassingsvoorbeeld voor een dubbele deur met een elektrische sluitplaat
11 nachtschootcontact 12 Elektrische sluitplaat
Op de markt komen ook motorcilinders geïntegreerd in een deurschild voor. In figuur 25 wordt zo een motorcilindersysteem getoond met daarenboven een ingebouwde radiozender en – ontvanger voor een draadloze bediening bijmiddel van een meegeleverde afstandsbediening.
1 Drukknop activering van de motorcilinder 2 Deurkruk 3 Manuele draaiknop (b.v. ingeval van stroomuitval)
Figuur 25 Motorcilinder geïntegreerd in een deurschild Figuur 26 illustreert de toepassing van zo een geïntegreerd motorcilinder systeem in een enkele toegangsdeur, gecombineerd met een draadloos codeklavier als toegangscontrolesysteem.
16
Figuur 26 Toepassingsvoorbeeld van een in een deurschild geïntegreerd motorcilindersysteem
17
