ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ЗАМОК Российский патент 2001 года по МПК E05B47/02 

Изобретение относится к охранной технике, в частности к запирающим устройствам, а именно к кодовым электромагнитным замкам, управляемым посредством электронной техники, и может быть использовано для запирания дверей жилых и служебных помещений, автомобилей, шкафов и сейфов, а также любых объектов в целях исключения несанкционированного доступа.

Уровень техники
Известен штифтовый замок, содержащий поворотные кольца, которые фиксируются от проворота посредством штыря, соединенного с сердечником электромагнита (US 4807454, E 05 В 47/00, 28.02.1989). При подаче напряжения на обмотку электромагнита сердечник электромагнита втягивается в его обмотку и выводит штырь из отверстия, выполненного в одном из колец. После чего возможен поворот колец и личины при вставленном ключе. Данный замок невозможно отнести к электромагнитным замкам, поскольку перемещение ригеля, кинематически соединенного с личиной, происходит за счет механического воздействия. Электромагнит в замке выполняет лишь функцию дополнительного общего штифта.

Известен электромагнитный замок, содержащий подпружиненный ригель, соединенный с сердечником электромагнита (GB 2069590, E 05 В 47/00, 26.08.1981). В известном устройстве перемещение сердечника равно рабочему ходу ригеля, что обусловлено их жесткой кинематической связью. При открывании замка сердечник электромагнита втягивается в соленоидную катушку на значительное расстояние, что увеличивает потребление электроэнергии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению является электромагнитный замок, содержащий установленный в корпусе с возможностью продольного перемещения подпружиненный ригель с внутренней полостью и скосом на запирающем торце, возвратную пружину, один конец которой упирается в выступ на внутренней поверхности корпуса, и средство фиксации ригеля, выполненное в виде шарикового стопорного механизма, шарики которого размещены в отверстиях консольной части корпуса электромагнита с опорой на подпружиненный сердечник электромагнита, имеющий по длине ступенчатую форму с цилиндрическим и коническими участками (RU 2063505, E 05 B 47/02, 10.07.1996). В известном устройстве ригель соединен посредством штыря с подпружиненной втулкой, что увеличивает общую длину замка. В известном устройстве снижено энергопотребление т.к. в закрытом положении схема питания и управления отключены. Конструкция замка также позволяет снизить энергопотребление за счет уменьшения до 2 мм хода сердечника электромагнита, поскольку сила тяги электромагнита, как известно, обратно пропорциональна квадрату зазора между сердечником и полюсом электромагнита. В закрытое положение замок устанавливается изнутри помещения вручную. Изнутри помещения замок может быть открыт вручную отведением ригеля за ручку внутрь корпуса. При отрывании замка снаружи помещения на обмотку электромагнита подается короткий импульс тока с управляющей системы. Втягивающийся якорь увлекает за собой сердечник, имеющий ступенчатую форму, который осуществляет расфиксацию стопорного механизма. После открытия замка его ригель перемещается в закрытое положение. Для фиксации ригеля в открытом положении необходимо каждый раз перемещать ригель соединенной с ним ручкой.

Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является разработка и создание электромагнитного замка, обладающего повышенными характеристиками.

В результате решения данной задачи возможно получение новых технических результатов, заключающихся в том, что упрощается конструкция устройства, повышается технологичность изготовления, обеспечивается возможность функционирования замка в режиме защелки.

Данные технические результаты достигаются тем, что в электромагнитном замке, содержащем установленный в корпусе с возможностью продольного перемещения подпружиненный ригель с внутренней полостью и скосом на запирающем торце, возвратную пружину, один конец которой упирается в выступ на внутренней поверхности корпуса, и средство фиксации ригеля, выполненное в виде шарикового стопорного механизма, шарики которого размещены в отверстиях консольной части корпуса электромагнита с опорой на подпружиненный сердечник электромагнита, имеющий по длине ступенчатую форму с цилиндрическим и коническим участками, на запирающем торце ригеля симметрично скосу выполнен дополнительный скос, на параллельной плоскостям скосов оси установлен с возможностью стопорения в двух положениях: вдоль и поперек ригеля вращающийся флажок прямоугольной формы, причем длина флажка не превышает ширины ригеля в плане, ширина флажка не превышает половины ширины ригеля в плане, шариковый стопорный механизм в исходном положении ригеля расположен во внутренней полости ригеля с возможностью при закрытом положении ригеля контактирования шариков с торцом ригеля, противоположным запирающему торцу, а возвратная пружина расположена между корпусом и ригелем, при этом другой конец возвратной пружины упирается в кольцевой буртик, выполненный на торце ригеля, противоположном запирающему торцу.

Отличительная особенность настоящего изобретения состоит в следующем. На запирающем торце ригеля симметрично скосу выполнен дополнительный скос так, что в плане запирающий торец ригеля имеет треугольную форму. На параллельной плоскостям скосов оси установлен с возможностью стопорения в двух положениях: вдоль и поперек ригеля вращающийся флажок прямоугольной формы, который взаимодействует с накладкой, выполненной на дверном полотне или на раме двери, и не позволяет ригелю перемещаться ранее, чем совместятся оси ригеля и отверстия накладки. Очевидно, что в каждом из положений стопорения, в плане габариты флажка не должны превышать габаритов ригеля. Поэтому длина флажка не превышает ширины ригеля в плане, ширина флажка не превышает половины ширины ригеля в плане. Шариковый стопорный механизм в исходном положении ригеля расположен во внутренней полости ригеля, что существенно снижает длину замка. При закрытом положении ригеля шарики имеют возможность контактирования с торцом ригеля, противоположным запирающему торцу, тем самым, фиксируя ригель в закрытом положении. Возвратная пружина расположена между корпусом и ригелем, при этом другой конец возвратной пружины упирается в кольцевой буртик, выполненный на торце ригеля, противоположном запирающему торцу.

Кроме того, вращающийся флажок может быть размещен в прорези, выполненной в запирающем торце ригеля. В этом случае стопорение флажка осуществляется при контакте его боковой стороны со стороной прорези, параллельной оси вращения флажка.

Консольную часть корпуса электромагнита целесообразно выполнить из немагнитного материала, например из пластмассы, а остальную часть корпуса - из ферромагнитного материала.

Шарики шарикового стопорного механизма могут быть выполнены из немагнитного материала, что позволит исключить залипание при подаче электрического тока на обмотку электромагнита.

Наружная поверхность корпуса и ригеля предпочтительно выполнены цилиндрической формы.

Электромагнитный замок может быть снабжен подпружиненной кнопкой, кинематически соединенной посредством гибкого вала с сердечником электромагнита с возможностью его перемещения. В результате обеспечивается механическая расфиксация ригеля (при его заклинивании) изнутри помещения независимо от того, включена или нет электрическая система открывания замка.

В корпусе может быть предусмотрена полость для размещения электронного блока, который формирует сигнал на открытие замка.

В плане параллельная плоскостям скосов ось смещена на (0,5 - 2,5) мм относительно продольной оси ригеля, что позволит выполнить ширину флажка равной половине ширины ригеля с учетом необходимости выполнения отверстия в флажке.

Также предпочтительно чтобы длина флажка составляла (0,8 - 1,0) от ширины ригеля в плане, а ширина флажка - (0,4 - 0,5) от ширины ригеля в плане.

Перечень фигур чертежей
На фиг. 1 изображен продольный разрез электромагнитного замка в исходном положении, на фиг. 2 приведен фрагмент взаимодействия ригеля с накладкой при продольном стопорении флажка, на фиг. 3 показан продольный разрез электромагнитного замка при утопленном ригеле, на фиг. 4 изображен продольный разрез электромагнитного замка в зарытом положении, на фиг. 3 приведен фрагмент стопорения ригеля с накладкой при поперечном стопорении флажка, на фиг. 6 изображен продольный разрез модификации электромагнитного замка в исходном положении, на фиг. 7 показан продольный разрез модификации электромагнитного замка при утопленном ригеле, на фиг. 8 изображен продольный разрез модификации электромагнитного замка в зарытом положении.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Электромагнитный замок содержит установленный в корпусе 1 с возможностью продольного перемещения ригель 2, который подпружинен пружиной 3. Ригель имеет внутреннюю полость 4 и два симметричных скоса 5 на запирающем торце. Возвратная пружина 6 расположена между корпусом 1 и ригелем 2. Один конец пружины упирается в выступ 7 на внутренней поверхности корпуса. Другой конец возвратной пружины упирается в кольцевой буртик 8. Во внутренней полости 4 при исходном положении ригеля 2 (см. фиг. 1 и фиг. 6) расположено средство фиксации ригеля, выполненное в виде шарикового стопорного механизма, шарики 9 которого размещены в отверстиях консольной части 10 корпуса 11 электромагнита с опорой на сердечник 12 электромагнита. Сердечник 12 имеет по длине ступенчатую форму с цилиндрическим и коническим участками и подпружинен пружиной 13. На параллельной плоскостям скосов оси 14 установлен с возможностью стопорения в двух положениях: вдоль и поперек ригеля вращающийся флажок 15 прямоугольной формы. В плане параллельная плоскостям скосов ось 14 смещена относительно продольной оси ригеля 2 на расстояние d.

Функционирует электромагнитный замок следующим образом.

На фиг. 1, фиг. 3 и фиг. 4 приведена модификация замка, ригель которого расфиксируется при подаче электрического тока на обмотку электромагнита. На фиг. 6, фиг. 7 и фиг. 8 показана модификация замка, ригель которого расфиксируется при снятии напряжения с обмотки электромагнита. По этой причине отличие данных модификаций состоит лишь в последовательности выполнения конического и цилиндрического участков сердечника электромагнита.

Для закрывания двери ригель замка находится в исходном положении (см. фиг. 1 и фиг. 6). При закрывании двери происходит взаимодействие скоса 5 ригеля с накладкой 16 с отверстием, установленной на раме двери (в принципе замок может быть установлен в раме, а накладка на двери). В результате происходит отжатие ригеля. В этом положении происходит сжатие пружины 3, поскольку она находится в контакте с торцом ригеля 2. При этом пружина 13 находится в сжатом состоянии. После того как центр ригеля совмещается с отверстием накладки, он находятся в утопленном положении (см. фиг. 3 и фиг. 7). При дальнейшем закрывании двери не происходит контакта второго скоса 5 с накладкой 16. Этому препятствует флажок 15, упирающийся в накладку 16. Лишь после того, как ось ригеля совместится с осью отверстия в накладке 16, ригель резко выбрасывается из корпуса. Выбрасывание ригеля происходит за счет преобразования потенциальной энергии пружины 3 в кинетическую, накопленную при сжатии пружины 3 в момент закрывания двери. В выдвинутом положении ригеля происходит сжатие возвратной пружины 6 и фиксация ригеля шариками 10. Фиксация ригеля осуществляется за счет того, что при выдвинутом положении ригеля шарики 10 расфиксируют сердечник 12, который по ходу движения ригеля перемещается под действием пружины 13. Шарики 10 в этот момент имеют опору на цилиндрический участок сердечника 12, перемещаются в радиальном направлении и выводятся из контакта с поверхностью внутренней полости ригеля на торец ригеля, противоположный запирающему торцу.

При подаче электрического тока на катушку электромагнита сердечник 12 втягивается в катушку. При этом происходит сжатие пружины 13 и расфиксация шариков 10, которые перемещаются в радиальном направлении к центру сердечника 12 и имеют опору на коническом участке сердечника 12. Шарики 10 начинают контактировать с поверхностью внутренней полости ригеля, освобождая его торец. Ригель 2 под действием возвратной пружины 6 возвращается в исходное положение. При открывании двери флажок 15 за счет скольжения накладки 16 по скосу ригеля переводит флажок в положение поперек ригеля (см. фиг. 5). В этом положении энергия пружины 3 гасится в точке схода флажка 15 с накладки 16. Тем самым ригель переводится не в выдвинутое положение, а в исходное. При следующем закрывании двери флажок автоматически переводится в положение вдоль ригеля. Функционирование модификации замка, у которого расфиксация ригеля из закрытого положения осуществляется снятием напряжения с катушки электромагнита, происходит аналогичным образом.

Открывание замка изнутри помещения осуществляется нажатием подпружиненной кнопки 17, кинематически соединенной с сердечником 12 посредством гибкого вала 18, выполненного, например, в виде троса привода велосипедных тормозов. При нажатии на кнопку 17 трос в виде полимерной жилы выталкивает сердечник электромагнита в крайнее положение и расфиксирует ригель.

Использование механического открывания замка изнутри помещения экономит электроэнергию, а также этот способ может быть использован при аварийном открывании замка. Кнопка 17 конструктивно выполнена так, что имеет возможность фиксации в нажатом положении. При этом сердечник электромагнита теряет способность перемещения и шариковый стопорный механизм не функционирует. Это позволяет перевести замок в режим дверной защелки. Кнопка 17 может быть установлена в глухом отверстии в двери изнутри помещения.

Описываемая конструкция технологична, содержит небольшое количество деталей, проста в изготовлении. Замок может быть выполнен как врезного исполнения, так и накладного. В корпусе замка может быть установлены электронные блоки, принимающие сигнал на открытие замка и формирующие соответствующую команду, а также иное вспомогательное оборудование.

Электромагнитный замок относится к охранной технике, в частности к запирающим устройствам, а именно к кодовым электромагнитным замкам, управляемым посредством электронной техники, и может быть использован для запирания дверей жилых и служебных помещений, автомобилей, шкафов и сейфов, а также других объектов. Содержит установленный в корпусе с возможностью продольного перемещения подпружиненный ригель с внутренней полостью и скосом на запирающем торце, возвратную пружину, один конец которой упирается в выступ на внутренней поверхности корпуса, и средство фиксации ригеля, выполненное в виде шарикового стопорного механизма, шарики которого размещены в отверстиях консольной части корпуса электромагнита с опорой на подпружиненный сердечник электромагнита. Сердечник имеет по длине ступенчатую форму с цилиндрическим и коническим участками. На запирающем торце ригеля симметрично скосу выполнен дополнительный скос. На параллельной плоскостям скосов оси установлен с возможностью стопорения в двух положениях: вдоль и поперек ригеля вращающийся флажок прямоугольной формы. Длина флажка не превышает ширины ригеля в плане, ширина флажка не превышает половины ширины ригеля в плане. Шариковый стопорный механизм в исходном положении ригеля расположен во внутренней полости ригеля с возможностью при закрытом положении ригеля контактирования шариков с торцом ригеля, противоположным запирающему торцу. Возвратная пружина расположена между корпусом и ригелем, при этом другой конец возвратной пружины упирается в кольцевой буртик, выполненный на торце ригеля, противоположном запирающему торцу. Данное выполнение замка позволяет улучшить его характеристики. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Электромагнитный замок, содержащий установленный в корпусе с возможностью продольного перемещения подпружиненный ригель с внутренней полостью и скосом на запирающем торце, возвратную пружину, один конец которой упирается в выступ на внутренней поверхности корпуса, и средство фиксации ригеля, выполненное в виде шарикового стопорного механизма, шарики которого размещены в отверстиях консольной части корпуса электромагнита с опорой на подпружиненный сердечник электромагнита, имеющий по длине ступенчатую форму с цилиндрическим и коническим участками, отличающийся тем, что на запирающем торце ригеля симметрично скосу выполнен дополнительный скос, на параллельной плоскостям скосов оси установлен с возможностью стопорения в двух положениях: вдоль и поперек ригеля вращающийся флажок прямоугольной формы, причем длина флажка не превышает ширины ригеля в плане, ширина флажка не превышает половины ригеля в плане, шариковый стопорный механизм в исходном положении ригеля расположен во внутренней полости ригеля с возможностью при закрытом положении ригеля контактирования шариков с торцом ригеля, противоположным запирающему торцу, а возвратная пружина расположена между корпусом и ригелем, при этом другой конец возвратной пружины упирается в кольцевой буртик, выполненный на торце ригеля, противоположном запирающему торцу. 2. Электромагнитный замок по п. 1, отличающийся тем, что вращающийся флажок размещен в прорези, выполненной в запирающем торце ригеля. 3. Электромагнитный замок по п.1 или 2, отличающийся тем, что консольная часть корпуса электромагнита выполнена из немагнитного материала, а основная часть корпуса - из ферромагнитного материала. 4. Электромагнитный замок по п.3, отличающийся тем, что в качестве немагнитного материала использована пластмасса. 5. Электромагнитный замок по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что шарики шарикового стопорного механизма выполнены из немагнитного материала. 6. Электромагнитный замок по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что наружная поверхность корпуса и ригеля выполнена цилиндрической формы. 7. Электромагнитный замок по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что снабжен подпружиненной кнопкой, кинематически соединенной посредством гибкого вала с сердечником электромагнита с возможностью его перемещения. 8. Электромагнитный замок по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что в корпусе предусмотрена полость для размещения электронного блока. 9. Электромагнитный замок по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что в плане параллельная плоскостям скосов ось смещена на 0,5 - 2,5 мм относительно продольной оси ригеля. 10. Электромагнитный замок по любому из пп.1 - 9, отличающийся тем, что длина флажка составляет 0,8 - 1,0 ширины ригеля в плане, а ширина флажка составляет 0,4 - 0,5 ширины ригеля в плане.