Brevet FR2485072A1 — publié le 19811224

On connaît diverses sortes de combinaisons du type serrure à cylindre-clé comprenant un boîtier de cylindre dans lequel est disposé un cylindre mâle pouvant tourner ou pivoter et comportant une fente d'introduction de clé, et un circuit électronique d'évaluation destiné à permettre que le cylindre soit actionné de façon appropriée. Dans ces combinaisons, la clé constitue un support d'infor- mation codée qui peut être lue par des moyens de détection disposés dans le boîtier de cylindre et/ou dans le cylindre mâle, et connectés au circuit électronique. La demande de brevet SW 7902397-4 décrit un dispositif de ce type, relativement compliqué, dans lequel, pour permettre l'identification de la clé, la partie de celle-ci qui est insérée dans le cylindre est munie d'un support d'information magnétique passif qui peut être lu de façon inductive. Ainsi, dans ce dispositif connu, la clé est conçue de façon à générer des courants induits lorsqu'elle est insérée dans le cylindre de la serrure, et une tète de lecture disposée dans le cylindre de la serrure détecte l'intensité et/ou le sens des courants induits. Cette tête est munie dans ce but d'une bobine de lecture qui est excitée par un courant alternatif. Conformément à un mode de réalisation préféré, la tête de lecture qui se trouve dans le cylindre de la serrure et l'information codée qui se trouve sur la clé sont conçues et disposées mutuellement de façon que pendant le mouvement relatif entre la clé et le cylindre de la serrure, deux signaux de synchronisation représentant le sens du mouvement et la vitesse du mouvement, et un signal d'information d'identification soient engendrés. Un dispositif de ce type basé sur des signaux d'information qui sont engendrés par induction électrique nécessite l'emploi d'un grand nombre de composants complexes, comprenant un circuit de courant d'évaluation, dans le but d'atteindre la précision exigée0 Les courants induits qui sont engendrés lorsque la clé est introduite lentement dans la serrure sont particulièrement faibles et pour éliminer le risque potentiel d'une évaluation erronée, les composants du circuit considéré doivent être réalisés avec une précision particulière. Il en résulte que la serrure complète est également coûteuse et, de plus, elle est sensible à la façon dont on l'actionne. Dans la structure de serrure qui est décrite et représentée dans le brevet DT 2 546 542, la clé est munie de moyens de support d'information de type magnétique et les moyens de détection ou de lecture de la serrure à cylindre comprennent un générateur de Hall qui est actionné par le champ magnétique engendré par le code. Les lignes de force de ce champ magnétique s'étenç1ent à la fois parallèlement et perpendiculairement à l'axe longitudinal de la clé. Pour détecter correctement l'information, il faut deux générateurs de Hall formant un angle de 909 l'un par rapport à l'autre. En plus de cette complication relative, le dispositif a également l'inconvénient qui consiste en ce que le code peut aisément être rendu visible et peut être changé facilement, ce qui dans de nombreux cas n'est pas souhaitable. De ce fait, le dispositif considéré dans son ensemble n'est pas suffisamment fiable. L'invention a pour but d'offrir une combinaison serrure à cylindre-clé du type mentionné ci-dessus qui fasse disparaître les inconvénients associés aux combinaisons similaires connues précédemment et qui soit de conception simple et robuste, ne puisse pas être manoeuvréeou actionnée d'une manière non désirée et soit suffisamment fiable, m9me après avoir été utiliséependant un temps relativement long. Sous son aspect le plus large, une combinaison correspondant à l'invention est essentiellement caractérisée en çe que la serrure à cylindre ou la structure analogue comporte un corps magnétique qui est conçu de façon à engendrer un flux magnétique qui traverse la fente d'introduction de clé; l'information codée de la clé est incorporée à des emplacements ayant des perméabilités magnétiques mutuellement différentes qui, sous l'effet d'un mouvement relatif entre la clé et le bottier de la serrure, produisent des variations d'un flux magnétique les moyens de détection comprennent, dans un circuit électronique qui contient un circuit en pont et qui reçoit une tension d'alimentation, des moyens conçus de façon à convertir ces variations de flux magnétique en variations momentanées de résistance qui entraînent un déséquilibre du circuit en pont tel qu'il apparaisse dans le circuit un train d'impulsions électroniques correspondant à l'information codée; et des moyens, par exemple un dispositif de traitement de données, sont connectés au circuit et sont conçus de façon à détecter et à évaluer ce train d'impulsions électroniques. Une caractéristique essentielle de leinvention consiste donc en ce que l'information codée qui est disposée sur la clé comprend des emplacements ayant des perméabilités magnétiques différentes. On entend ici par perméabilité une constante d'une matière qui définit l'aptitude de la matière considérée à permettre le passage d'un flux magnétique à travers elle. Comme on le sait, les matières magnétiques peuvent 9tre classées dans deux groupes principaux en fonction de leur propriétés magnétiques et mécaniques, à savoir les matières à magnétisme doux et les matières à magnétisme permanent. En fonction du type de matière, on fait habituellement la différence entre les matières métalliques et les matières céramiques. Aux températures normales, il n'y a que cinq substances élémentaires ayant des propriétés magnétiques, à savoir le fer, le nickel, le cobalt, le gadolinium et le terbium. Les alliages et les oxydes de ces substances ont également des propriétés magnétiques caractéristiques. De façon surprenante, le manganèse et l'aluminium, qui n'ont pas par eux-mêmesde propriétésmagnétiques, fournissent un alliage magnétique avec l'argent. Les matières magnétiques céramiques sont essentiellement produites à partir de mélanges d'oxyde de fer et d'autres oxydes métalliques, et les plus courantes de ces matières sont celles appelées ferrites. Une matière à magnétisme doux est caractérisée par une perméabilité relativement élevée. En plus du fer non allié, certains alliages fer-silice et certains -- ferrites appartiennent à ce groupe. Une matière à magnétisme permanent est caractérisée par une faible perméabilité Les alliages binaires, ternaires et quaternaires de fer, comme l'acier, peuvent être utilisés en- tant que matières pour aimants permanents. On peut également fabriquer des aimants permanents à partir dioxydes métallique parmi lesquels le plus courant est le ferrite de baryum. Le code de la clé peut ainsi comporter une matière à magnétisme doux, telle que du fer non allié,alternant avec des emplacements de fer allié, comme de l'acier. Selon une variante, en plus d'emplacements à perméabilité magnétique élevée, le code peut comporter des régions d'une autre matière présentant une faible perméabilité magnétique, comme par exemple une matière plastique. Selon une autre variante, le code peut comporter des régions présentant une absence totale de matière du type indiqué ci-dessus, c'està-dire qu'il peut comporter des inclusions d'air, ces régions présentant pour cette raison une faible perméabilité magnétique. Il est extrêmement simple de concevoir dans la clé le code de régions du type mentionné ci-dessus d'une manière telle que le code soit caché, c'est-à-dire qu'il ne soit pas possible de déterminer si la clé comporte un code particulier ou de déterminer le code que la clé comporte, en étudiant simplement cette clé. Cependant, s'il est souhaitable pour une raison ou une autre que le code soit visible, on peut y parvenir facilement en disposant les régions ou les emplacements différents précités sur la surface extérieure de la clé et en particulier sur la surface extérieure du dos de la clé. Contrairement au dispositif que décrit le brevet DT 2 546 542, l'invention ne nécessite pas que la clé réelle comporte des moyens magnétiques ou une matière magnétique, mais nécessite-seulement, comme mentionné précédemment, qu'elle comporte différentes zones de matières ayant une perméabilité magnétique variable. Comme il ressort de l'énumération précédente des diverses matières magnétiques, l'invention n'exclut pas que la clé comporte une ou plusieurs régions en matière magnétique. Une caractéristique essentielle de l'invention consiste cependant en ce que la clé présente des emplacements de perméabilité magnétique variable, et non des emplacements ou des régions qui sont par eux-mêmes capables de produire un champ magnétique ou des courants induits. Comme mentionné précédemment, les moyens de détection disposés dans le boîtier doivent également comporter des moyens qui sont incorporés dans un circuit électronique comprenant un circuit en pont et recevant une tension d'alimentation, ces moyens étant conçus de façon à convertir la variation de flux magnétique produite par le code en variations momentanées de résistance. Un moyen connu de ce type qui peut être utilisé pour atteindre le but recherché consiste en ce qu'on appelle une plaquette à magnétorésistance différentielle, Cette plaquette à magnétorésistance différen- tielle est capable de détecter la différence entre deux flux magnétiques et de convertir les.différences détectées en variations de résistance dans un circuit électrique. Ainsi, la plaquette à magnétorésistance dans laquelle passe le flux magnétique correspondant à ltinduction. la plus élevée présente une résistance électrique plus élevée, et est donc moins conductrice de l'électricité, que leautre plaquette à magnétorésistance qui reçoit un flux magnétique réduit. La différence de conductivité électrique ainsi produite est utilisée conformément à l'invention pour créer un déséquilibre dans un circuit électrique en pont qui reçoit une tension d'alimentation et qui est équilibré lorsque les deux plaquettes à magnétorésistance sont exposées au même flux magnétique, ou lorsque aucune des plaquettes à magnétorésistance ne détecte un tel flux. A cet égard, les variations momentanées de résistance qui sont produites produiront, par les déséqui- libres momentanés correspondants créés dans le circuit en pont, un train d'impulsions électriques correspondant à l'information codée, ce train d'impulsions pouvant être à son tour détecté et évalué d'une manière connue, par exemple dans un dispositif de traitement de données. Ainsi, contrairement au dispositif précité connu précédemment, dans le dispositif de l'invention la clé est passive dans la mesure ou elle ne contribue pas essentiellement à la génération ou à la création d'un flux magnétique ou d'un courant induit, mais présente seulement des régions de perméabilité magnétique variable disposées selon une configuration déterminée, afin de générer dans la plaquette à magnétorésistance différentielle en couplage avec ces régions ou emplacements, des variations de résistance électrique qui dépendent de la configuration prédéterminée, ces variations étant ensuite utilisées au moyen d'un circuit électrique en pont, de la manière indiquée précé- demment. Pour réaliser la fonction désirée, le dispositif de lecture peut comporter,en association avec les deux plaquettes à magnétorésistance, des pièces polaires cylindriques qui dévient et concentrent les flux magnétiques similaires ou différents qui résultent des régions codées de la clé. Ces pièces polaires cylindriques peuvent être disposées dans une plaquette d'épaisseur appropriée oui est associée à la plaquette à magnétorésistance, de façon que les deux pièces polaires soient situées en position immédiatement adjacente au dos de la clé lorsqu'elle est introduite dans le boîtier de la serrure. De plus, l'ensemble du dispositif comprenant la plaquette à magnétorésistance différentielle peut être monté de façon élastique dans une cavité du boîtier, de façon à porter contre la clé avec une légère pression lorsque cette clé est introduite dans la fente de clé. Des ressorts à lames conviennent dans ce but. On notera qu'on peut utiliser une plaquette à magnétorésistance différentielle comportant plus de deux pièces polaires, à condition que les différentes régions qui font partie du code d'information placé sur le dos de la clé soient disposées de façon correspondante. Conformément à un mode de réalisation préféreé la configuration des régions codées de la clé comprend de façon appropriée une ou plusieurs régions en forme de Le De cette manière, le circuit électronique d'évaluation peut facilement déterminer si la clé entre ou sort du bottier de la serrure et il est impossible de déjouer le système de sécurité, par exemple en introduisant la clé dans le bottier de la serrure, de façon répétée, sur des distances de plus en plus courtes, et en retirant ensuite immédiatement la clé. L'invention concerne également une serrure à cylindre et une clé dans une combinaison du type précité, cette serrure et cette clé présentant les caractéristiques essentielles qu'on vient d'indiquer. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation9 donné à titre d'exemple non limitatif. La suite de la description se réfère aux dessins annexés sur lesquels s La figure 1 est une représentation en perspective d'une serrure à cylindre correspondant à l'invention, équipée d'une plaquette à- magnétorésistance différentielle, dans laquelle on peut introduire une clé dont le dos porte une information codée. La figure 2 est une représentation en perpective d'une plaquette à magnétorésistance différentielle qui est logée dans le boîtier de serrure représenté sur la figure 1, et d'éléments associes a cette plaquette à magnétorésistance. La figure 3 montre une vue de face d'une plaquette à magnétorésistance différentielle qui est représentée sur la figure 2, et une coupe d'une clé dans une position d'interaction entre la clé et la plaquette à magnétorésistance différentielle. La figure 4 est un schéma de principe montrant un circuit en pont qui reçoit une tension d'alimentation et dans lequel est intercalée une plaquette à magnétorésistance différentielle correspondant aux figures 2 et 3. En considérant la figure 1, on voit qu'une combinaison serrure à cylindreclé comprend un boîtier de serrure 1 qui comporte un cylindre mâle tournant 2 et une fente 3 destinée à recevoir une clé 8. La partie inférieure du boîtier du cylindre comporte une cavité 4 destinée à recevoir une plaquette à magnétorésistance différentielle 5 montée au moyen de ressorts à lames 6. La structure générale de cette plaquette à magnétorésistance sera décrite par la -suite en relation avec les figures 2 et 3. Une information codée est établie sur le dos de la clé 8, sous la forme de deux rangées Sa, 8b de régions ayant des perméabilités magnétiques mutuellement différentes qui sont disposées selon une configuration donnée. A titre d'exemple, la clé 8 peut 9tre en laiton et le dos de la clé peut comporter un certain nombre de régions rectangulaires en fer doux ayant une perméabilité magnétique élevée. La plaquette à magnétorésistance différentielle est incorporée dans le boîtier de la serrure et la majeure partie de cette plaquette se présente sous la forme d'un composant standard comprenant deux plaquettes à magnétorésistance 5a et 5b, chacune d'elles étant capable de détecter des flux magnétiques et de faire varier la valeur d'une résistance électrique incorporée dans la plaquette à magnétorésistance, en fonction de la différence entre la valeur de ces flux. Dans ce but, la plaquette à magnétorésistance comporte deux connexions électriques 5g et 5h qui permettent de connecter la plaquette dans un circuit électrique du type représenté sur la figure 4. La plaquette à magnétorésistance 5 est accouplée à une plaquette 5c comportant deux trous cylindriques parallèles et chacun d'eux contient une pièce polaire respective e et 5f. Ces pièces polaires sont conçues de façon à dévier et à concentrer un flux magnétique qui est créé par un corps magnétique 5k et qui traverse la fente de clé 3. Lorsque la plaquette à magnétorésistance différentielle est disposée dans le boîtier de serrure de la manière qui est représentée sur la figure 1, les pièces polaires 5e, 5f sont appliquées de façon élastique contre le dos de la clé pendant la détection du code constitué par les régions 8a, 8b (voir la figure 3). La figure 4 représente essentiellement un circuit électrique qui reçoit une tension d'attaque provenant d'une source de tension continue 12, ce circuit comprenant un circuit en pont qui comporte deux résistances 10 disposées symétriquement et de valeur égale, et la plaquette à magnétorésistance différentielle 5o La plaquette à magnétorésistance différentielle 5 comporte deux plaquettes à magnétorésistance 5a et 5b entre lesquelles est branché un conducteur 16 auquel est connecté un élément de détection et d'évaluation, désigné de façon générale par la référence 11 et qui peut par exemple consister en un dispositif de traitement de données. Lorsque les deux plaquettes à magnétorésistance 5a, 5b ne détectent aucun flux magnétique ou détectent le même flux magnétique, le circuit électrique est dans un état d'équilibre dans lequel aucun courant ne circule dans la partie du circuit qui comprend le conducteur 16 et les moyens d'évaluation ou le dispositif de traitement de données 110 Cependant, lorsque lune des plaquettes à magnétorésistance 5a, 5b détecte un flux magnétique supérieur à l'autres la résis- tance électrique de la plaquette à magnétorésistance qui détecte le flux magnétique le plus élevé diminue, ce qui perturbe l'équilibre dans le circuit. Ceci signifie que la ligne 16 et les moyens de détection ou le dispositif de traitement de données 11 fourniront une impulsion de courant d'un sens donné. Si immédiatement apres l'équilibre du circuit est rétabli, cette impulsion de courant dispa- ra tra. Si ensuite 1' autre plaquette à magnétorésistance b détecte un flux magnétique supérieur à celui de la première plaquette 5a, l'équilibre du circuit sera à nouveau perturbé, d'une manière telle cette fois que le circuit 16, 11 sera traversé par une impulsion de courant de direction ou de sens oppose. En résumé, les moyens de détection ou le dispositif de traitement de données 11 enregistreront un train d'impulsions électriques correspondant à l'information codée de la clé qui est évaluée et enregistrée par le dispositif de traitement de données. Ainsi, le dispositif de traitement de données peut par exemple enregistrer à un instant donné que la serrure considérée a été ouverte par une personne autorisée ou non autorisée. En utilisant des dispositifs auxiliairessimples avec le dispositif de l'invention, il est possible de faire en sorte, par exemple, qu'une tentative d'ouverture de la serrure par une personne non autorisée échoue. Selon une variante, chaque tentative d'ouverture de la serrure peut être enregistrée dans le dispositif de traitement de données, afin de. permettre de déterminer ultérieurement avec quelles clés les tentatives ont été faites et les moments de ces tentatives. Il est facile de faire en sorte qu'il soit impossible d'ouvrir la serrure sans la clé appropriée ou de falsifier le code qui se trouve au dos de la clé, en donnant une forme en L à une ou plusieurs des régions de code de la clé. Il est ainsi facile de programmer le dispositif de traitement de données 11 de façon à déterminer la profondeur sur laquelle la clé a été intro- duite dans la serrure à chaque occasion, grâce à quoi toute tentative d'ouvrir la serrure sans clé appropriée ou de falsifier la clé fait l'objet d'un enregistrement particulier par le dispositif de traitement de données Avec un code en forme de L, il est également plus facile pour le dispositif de traitement de données de déterminer si la clé n'a été introduite qu'à mi-longueur et ensuite retirée, éventuellement de façon répétée. Dans un tel cas, une compensation peut être effectuée immédiatement. Simultanément, il y a enregistrement de l'identification de la clé, autorisée ou non, qui a été introduite. Bien entendu, le principe fondamental de l'invention peut être appliqué sous de nombreuses formes différentes, et le mode de réalisation qu'on vient de décrire ne constitue qu'un exemple. Ainsi, le corps magnétique 5k peut être disposé dans une position il 2485072 différente de celle qui est représentée, par exemple à l'extérieur du boîtier de serrure lui-même, ou dans le cylindre male. Selon une variante, un doigt de verrouillage peut simultanément faire fonction de corps magnétique produisant le flux magnétique nécessaire. REVENDICATIONS 1. Dispositif constitué par la combinaison d'une serrure à cylindre et d'une clé comprenant un bottier de cylindre (1) dans lequel est disposé un cylindre mâle (2) pouvant tourner ou pivoter, qui comporte une fente de clé (3) pour la clé (8),et un circuit électronique d'évaluation (11-18) destiné à permettre la manoeuvre du cylindre de façon appropriée, dans lequel la clé (8) constitue un support d'information codée (8a, 8b) qui peut être lue à l'aide de moyens de détection disposés dans le boîtier de cylindre et/ou dans le cylindre mâle et connectf au circuit électronique, caractérisé en ce qu'un corps magnétique (5k) disposé dans la serrure à cylindre ou à proximité de celle-ci est conçu de façon à produire un flux magnétique qui traverse la fente de clé (3); en ce que l'information codée qui est portée sur la clé (8) est incorporée dans des emplacements ou. des régions (8a, 8b) ayant des perméabilités magnétiques mutuellement différentes, ce qui produit des variations du flux magnétique lorsque la clé se déplace par rapport au bottier; en ce que les moyens de détection comprennent des moyens (5) qui font partie d'un circuit électronique contenant un circuit en pont et recevant une tension d'alimentation, ces moyens (5) étant conçus de façon à convertir les variations du flux magnétique en variations momentanées de résistance, ces variations de résistance produisant un déséquilibre du circuit en pont tel qu'il apparaisse dans ledit circuit un train d'impulsions électriques correspondant à l'information codée; et en ce que le circuit est connecté à des moyens, par exemple un dispositif de traitement de données (11),qui sont conçus de façon à détecter et à évaluer le train d'impulsions0 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détection comprennent une plaquette à magnétorésistance différentielle (5) disposée dans le boîtier et comportant au moins deux pièces polaires (5e, 5f) qui sont situées de façon que les régions (8a, 8b) situées sur le dos de la clé et ayant des perméabilités magnétiques mutuellement différentes passent à une faible distance de ces pièces polaires lorsqu'on introduit la clé dans le boîtier de la serrure. 30 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les pièces polaires ont la forme de cylindres (5e, 5f) disposés de façon à concentrer et à dévier le flux magnétiques vers deux plaquettes à magnétorésistance (5a, 5b). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la plaquette à magnétorésistance différentielle (5) est montée de façon élastique dans le boîtier de la serrure d'une manière telle que les pièces polaires (5e, 5f) de cette plaquette (5) portent contre le dos de la clé avec une légère pression lorsque la clé est introduite. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une ou plusieurs des régions codées de la clé ont une forme en L. 6. Serrure à cylindre pour le dispositif correspondant à la revendication 1, comprenant un boîtier de cylindre (1) dans lequel est disposé un cylindre mile (2) pouvant tourner ou pivoter qui comporte une fente (3) pour une clé (8) et un circuit électronique d'évaluation (11, 18) destiné à permettre d'actionner le cylindre de façon appropriée, le boîtier de cylindre comprenant des moyens de détection (5) connectés au circuit électronique, caractérise en ce que les moyens de détection comprennent une plaquette à magnétorésistance différentielle (5) qui est disposée dans le boîtier (1) en couplage avec la fente de clé (3) et qui fait partie d'un circuit électrique qui comprend un circuit électrique en pont et qui reçoit une tension d'alimentation, cette plaquette étant conçue de façon à convertir des variations de flux magnétique produites au moment de l'insertion de la clé en variations momentanées de résistance qui produisent un déséquilibre momentané correspondant dans le-circuit en pont pour former un train d'impulsions électriques. 7. Serrure à cylindre selon la revendication 6, caractérisée en ce que le bottier de cylindre (1) contient un corps magnétique (5k) qui est situé à une distance relativement faible de la partie de la fente de clé (3) qui reçoit le dos de la clé lorsque cette derrière est introduite. 8. Clé pour le. dispositif correspondant à la revendication 1, cette clé constituant un support d'information codée (8a, 8b) qui peut être lue à l'aide de moyens de détection (11) connectés à un circuit électronique et disposés dans le bottier de cylindre et/ou le cylindre mâle, caractérisé en ce que l'information codée comprend une configuration d'emplacements ou de régions (8a, 8b) de perméabilité magnétique variable disposés sur le dos de la clé. 9. Clé selon la revendication 8, caractérisée en ce que ladite configuration comprend deux rangées parallèles d'emplacements ou de régions (8a, 8b). 10. Clé selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'un ou plusieurs des emplacements ou des régions ont une forme en L. 11. Clé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que lesdits emplacements ou lesdites régions sont invisibles de l'extérieur de la clé.