ЗАМОК ДВЕРИ Российский патент 2008 года по МПК E05B47/00 

Настоящее изобретение относится к замкам, предпочтительно электромеханическим.

Известен замок двери, который содержит установленный в корпусе подпружиненный ригель и подпружиненную втулку с кулачком, который взаимодействует с ригелем. В корпусе также установлен механизм блокировки, включающий электромагнит и якорь электромагнита, который и является непосредственно средством блокировки передвижения ригеля (см. SU 972024, Е05В 47/02, 1982).

Недостатки устройства: электромагнит в режиме блокирования потребляет большое количество электрической мощности, это не позволяет питать замок от автономных малогабаритных источников питания, что значительно сужает область его практического применения.

Известен также замок двери, содержащий корпус, снабженный полостью, выполненной с возможностью возвратно-поступательного движения в ней ригеля, и средство фиксации ригеля в запертом положении (см. пат. RU № 2174581, Е05В 47/00, 2001). Замок отличается исключительно низким энергопотреблением, поскольку для приведения узлов замка в положение "заперто" не требуется подачи электропитания на средство фиксации ригеля, а для приведения механизмов замка в положение "отперто" требуется лишь короткий импульс напряжения, что чрезвычайно упрощает требования к источнику электропитания и устройству управления замком.

Недостатки устройства - недостаточная надежность фиксации ригеля, малая взломостойкость замка (имеется возможность механического отжима двери в дверной коробке, имеется возможность подачи питания в обход управляющей схемы для срабатывания соленоида; имеется возможность ложного срабатывания соленоида при помощи физических воздействий (вибрации, магнитные поля); имеется возможность производства любых манипуляций с замком вплоть до проникновения внутрь корпуса без отслеживания таких действий).

В основу настоящего изобретения положена задача повышения надежности фиксации ригеля и взломостойкости замка.

Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в повышении надежности работы замка (за счет минимизации числа взаимодействующих деталей), исключается возможность открывания замка при механическом отжиме двери в дверной коробке, исключается возможность ложного срабатывания средства фиксации ригеля при помощи физических воздействий (вибрации, магнитные поля); исключается возможность несанкционированного производства манипуляций с замком, минимизируется потребление электроэнергии, исключается возможность открывания двери перепиливанием ригеля.

Результат достигается тем, что замок двери, содержащий корпус, снабженный полостью, выполненной с возможностью возвратно-поступательного движения в ней ригеля, и средство фиксации ригеля в запертом положении, отличается тем, что ригель выполнен в виде детали, отдельной от корпуса, при этом если один из упомянутых элементов жестко закреплен на подвижном элементе двери, то второй жестко закреплен на ее неподвижном элементе, причем ригель выполнен в виде пластины с фигурным вырезом переменной ширины, который на участке взаимодействия ригеля с запорным элементом выполнен округлым с диаметром, большим ширины прямолинейного участка фигурного выреза, начинающегося от торца ригеля, кроме того, средство фиксации ригеля в запертом положении выполнено в виде цилиндрического поршня, свободно надетого на вал, один конец которого снабжен резьбой и пропущен с возможностью возвратно-поступательного перемещения через полость шестерни, снабженную соответствующей резьбой, при этом шестерня установлена с возможностью вращения вокруг оси, сосной с продольной осью вала и перпендикулярной поверхности ригеля, и в зацеплении с приводной шестерней, закрепленной на валу электродвигателя, предпочтительно управляемого через контроллер, кроме того, диаметр цилиндрического поршня соответствует диаметру округлого выреза на ригеле, а диаметр сечения вала соответствует ширине прямолинейного участка фигурного выреза, при этом поршень установлен с возможностью перемещения соосно с фиксирующими отверстиями корпуса замка и зафиксирован на гладком конце вала от продольного перемещения. Кроме того, поршень зафиксирован посредством шпонки, пропущенной через пазы, один из которых выполнен на валу у его гладкого конца, а другой на торце поршня, обращенном к упомянутому концу вала. Кроме того, торцы поршня выполнены с конической фаской. Кроме того, длина поршня превышает толщину полости корпуса замка, предназначенной для размещения в ней ригеля. Кроме того, длина шпонки превышает диаметр поршня, при этом ее свободный конец использован как механический элемент системы управления электродвигателя.

Указанные особенности изобретения представляют его отличия от прототипа и обуславливают новизну предложения; эти отличия являются существенными, поскольку именно они обеспечивают достижение технического результата, отраженного в технической задаче, и отсутствуют в известных технических решениях с тем же эффектом.

Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков заявляемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".

Признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признаки "... ригель выполнен в виде детали, отдельной от корпуса, при этом если один из упомянутых элементов жестко закреплен на подвижном элементе двери, то второй жестко закреплен на ее неподвижном элементе» обеспечивают возможность закрывания-открывания замка горизонтальным перемещением ригеля (или корпуса замка) поперек торца двери, что, в свою очередь, исключает возможность открывания двери перепиливанием ригеля, поскольку площадь сечения ригеля в зазоре между дверью и косяком существенно увеличивается, кроме того, такое конструктивное решение обеспечивает возможность открывания-закрывания двери за счет мускульной силы человека, что позволяет использовать привод вращения только на приведение в работу средства фиксации ригеля.

Признаки "... ригель выполнен в виде пластины с фигурным вырезом переменной ширины, который на участке взаимодействия ригеля с запорным элементом выполнен округлым с диаметром, большим ширины прямолинейного участка фигурного выреза, начинающегося от торца ригеля» обеспечивают возможность фиксации ригеля вводом в него поршня, перемещаемого валом при поступательном движении последнего через полость шестерни по принципу винтовой пары, после «вдвижки» ригеля в корпус замка таким образом, чтобы поршень оказался соосным с округлым участком фигурного выреза ригеля, что исключает возможность выхода ригеля из корпуса замка (если дверь закрыта).

Признаки "... средство фиксации ригеля в запертом положении выполнено в виде цилиндрического поршня, свободно надетого на вал, один конец которого снабжен резьбой и пропущен с возможностью возвратно-поступательного перемещения через полость шестерни, снабженную соответствующей резьбой, при этом шестерня установлена с возможностью вращения вокруг оси, сосной с продольной осью вала и перпендикулярной поверхности ригеля, и в зацеплении с шестерней, закрепленной на валу электродвигателя» и признаки «... диаметр цилиндрического поршня соответствует диаметру округлого выреза на ригеле» обеспечивают возможность запирания или освобождения ригеля перемещением поршня при вращении шестерни.

Признаки "... диаметр сечения вала соответствует ширине прямолинейного участка фигурного выреза» обеспечивают возможность свободного «задвигания» ригеля в корпус замка (надвигание его прямолинейной прорези на вал).

Признаки "... поршень установлен с возможностью перемещения соосно с фиксирующими отверстиями корпуса замка» обеспечивают жесткую фиксацию ригеля в корпусе замка за счет опирания (фиксации) обоих концов поршня, при этом также исключается возможность вращения вала вместе с шестерней.

Признаки, указывающие на то, что электродвигатель управляется через контроллер, обеспечивают возможность разворота вала в положение, обеспечивающее открывание-закрывание замка после ввода соответствующего кода доступа, что также позволяет повысить степень секретности замка при его управлении через контроллер, снабженный средством ввода кода доступа.

Признаки «поршень зафиксирован на гладком конце вала от продольного перемещения» обеспечивают возможность его управляемого возвратно-поступательного перемещения.

Признаки второго пункта формулы изобретения конкретизируют конструктивное решение, обеспечивающее удержание поршня на валу.

Признаки третьего пункта формулы изобретения обеспечивают «самоцентрацию» поршня по отношению к округлому участку фигурного выреза ригеля.

Признаки четвертого пункта формулы изобретения обеспечивают повышение сопротивления разрыву средства фиксации ригеля в запертом положении.

Признаки пятого пункта формулы изобретения обеспечивают возможность использования шпонки в качестве элемента системы управления, обеспечивающего включение-отключение электродвигателя в крайних позициях поршня.

На фиг.1 показан разрез замка в плоскости, параллельной плоскости ригеля, в положении «закрыто»; на фиг.2 - то же, в положении «открыто»; на фиг.3 показано положение замка на двери; на фиг.4 показана объемная проекция корпуса замка, в положении "закрыто"; на фиг.5 и 6 показана объемная проекция корпуса замка, в положении "открыто"; на фиг.7 показан вал замка.

На чертежах показаны корпус замка, содержащий плиты 1, 2, и 3, последовательно скрепленные друг с другом перемычками 4 с образованием Е-образного профиля; при изготовлении эта деталь фрезеруется из прямоугольного куска металла выборкой канавок до образования «пакета из трех пластин 1-3, разделенных зазорами 5 и 6. Ригель 7 выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения в зазоре 5, входная часть которого имеет большую высоту для компенсации непрямолинейности перемещения торца подвижной части двери. Также показано средство фиксации ригеля 7 в запертом положении, выполненное в виде цилиндрического поршня 8, свободно надетого своим продольным отверстием 9 на вал 10, один конец которого снабжен резьбой 11 и пропущен с возможностью возвратно-поступательного перемещения через полость 12 шестерни 13, снабженную резьбой, соответствующей резьбе 11 вала 10, при этом шестерня 13 установлена с возможностью вращения вокруг оси 14, соответствующей также продольной оси вала 10 и перпендикулярной поверхности ригеля 7. Шестерня 13 размещена в зацеплении с приводной шестерней 15, закрепленной на валу электродвигателя 16, предпочтительно управляемого через контроллер (на чертежах не показан). Диаметр цилиндрического поршня 8 соответствует диаметру округлого участка 17 фигурного выреза 18 ригеля 7, а диаметр сечения вала 10 соответствует ширине прямолинейного участка 19 этого выреза. Поршень 8 установлен с возможностью перемещения соосно с фиксирующими отверстиями 20, выполненными в плитах 1 и 2 корпуса замка (по обеим сторонам зазора 5). Поршень 8 зафиксирован на гладком конце вала от продольного перемещения посредством шпонки 22, пропущенной через паз 23 вала 10, выполненный у его гладкого конца, и паз 24, выполненный на торце 25 поршня, обращенном к упомянутому концу вала. Торцы поршня 8 выполнены с конической фаской 26, при этом длина поршня превышает толщину зазора 5 (полости корпуса замка, предназначенной для размещения в ней ригеля 7). Длина шпонки 22 превышает диаметр поршня, при этом ее свободный конец использован как механический элемент системы управления электродвигателя, например фотопрерыватель концевого фотодатчика (на чертежах не показан), или элемент, обеспечивающий нажим на концевые выключатели, контролирующие вдвижение-выдвижение поршня в округлый вырез ригеля 7 (на чертежах не показаны). В плите 3 выполнено сквозное отверстие 27. Вал 10 пропущен также через втулки 28 и 29, зафиксированные соответственно в отверстии 27 и части фиксирующего отверстия 20, (обращенной к шестерне 13), выполненного в плите 2.

Управление положением поршня по отношению к округлому участку 17 фигурного выреза 18 ригеля 7 осуществляется интеллектуально на основе обратной связи от одного и более датчиков известной конструкции (на чертежах не показаны), например концевых выключателей, через контроллер (на чертежах не показан). Кроме того, для исключения заклинивания вала ригелем используют механический ограничитель, выполненный в виде болта 30, пересекающего зазор 5 между плитами 1 и 2 и установленного с возможностью упирания в дно дополнительной прорези 31, выполненной на боковом участке ригеля 7.

Кроме того, показаны косяк двери 32, дверное полотно 33.

В качестве контроллера может быть использован электронный блок, предпочтительно микроконтроллер (например, Microchip 16 F 684), функционально включающий в себя элементы, обеспечивающие решение следующих задач:

- ввод и хранение энергонезависимого кода доступа;

- сравнение кода доступа, хранящегося в памяти контроллера и сформированного;

- формирование сигнала управления исполнительным механизмом (соответственно, его открывание или закрывание).

Названные функции реализуются в основном программным путем. Кроме этих функций, непосредственно связанных с обеспечением работы замка, контроллер может обеспечивать подачу сигнала о неверно набранном коде и/или включение охранной сигнализации или выполнить иное действие, предусмотренное в перечне опций, выбираемых при покупке замка.

В качестве электродвигателя 16 используют реверсивный электродвигатель известной конструкции, мощность которого соответствует условиям работы замка.

Заявленное устройство работает следующим образом.

В дверное полотно (или на стену рядом с дверью) монтируют считывающий узел, выходы которого известным образом соединяют с контроллером исполнительного механизма дверного замка (обеспечивая недоступность каналов связи с внешней стороны двери), кроме того, на вертикальный торец дверного полотна 33 крепят ригель так, чтобы его фигурная прорезь была ориентирована к корпусу замка, который закрепляют, соответственно, на косяк двери 32.

Процедура открывания-закрывания двери (соответственно, выдвигание ригеля из корпуса замка и его вдвигание в корпус замка) осуществляется путем перемещения дверного полотна за счет мускульной силы пользователя.

При закрывании двери пользователем, когда ригель полностью зайдет в корпус замка, срабатывает фотопрерыватель (на чертежах не показан), в результате чего сигнал от него поступает на контроллер, и контроллер переводит гайку в положение «закрыто» - включается электродвигатель 16, вращение вала которого приводит во вращение приводную шестерню 15, вращение которой передается шестерне 13, вращение которой, взаимодействуя с резьбой 11 вала 10, приводит последний в поступательное движение вдоль оси 14. Поступательное перемещение вала влечет за собой соответствующее перемещение поршня 8, который, в зависимости от направления вращения шестерни 13, либо «пересекает» зазор 5 (и, соответственно, фиксирует, т.е. запирает ригель), либо напротив, удаляется из зазора 5, «задвигаясь» в фиксирующее отверстие 20 пластины 1, тем самым освобождает ригель 7.

Конические фаски 26 обеспечивают «самоцентрацию» поршня 8 по отношению к стенкам фигурного выреза ригеля и фиксирующим отверстиям 20.

Для открытия замка необходимо, чтобы контроллер получил соответствующий кодовый сигнал извне, что обеспечивается пользователем путем ввода в контроллер кодового сигнала посредством кодового ключа, соответствующего используемой конструкции контроллера. При этом элементы замка работают в обратном порядке.

При этом процедура «открывания» или «закрывания» замка сводится к перемещению поршня 8 вместе с валом 10 в одно из положений (открыто или закрыто) электродвигателем 16.

При попытке грубого взлома путем отжима дверного полотна 33 домкратом ригель 7 деформируется и заклинивается в полости корпуса замка, т.к. утолщенные «берега» прямолинейного участка 19 фигурного выреза ригеля наползают (натягиваются) на вал с поршнем 8, отгибаясь, соответственно, вверх и вниз, что делает такой способ взлома неэффективным.

Заявленное устройство характеризуется следующими достоинствами:

- привод можно скрытно устанавливать на двери таким образом, что его месторасположение невозможно определить снаружи;

- возможность установки на двери, открывающиеся как «наружу», так и «внутрь», в том числе на сдвижные, раздвижные или распашные двери;

- электрическая совместимость с большинством существующих систем кодового доступа сторонних производителей (пошаговый режим);

- «торцевая» установка на дверное полотно или раму практически исключает возможность высверливания механизма, так как он виден «в профиль», причем шестерня и зубчатое колесо защищены, а ротор скрыт ригелем, кроме того, «вертикальный» плоский ригель, установленный вплотную к раме, сильно затрудняет возможность его перепиливания. Ригель имеет равную толщину по всей длине, а не только там, «где видно»;

- установка замка на раму и «запираемый» ригель исключают возможность «отжимания» дверного полотна или вдавливание ригеля;

- использование мотора (а не соленоида или электромагнита) и отсутствие самовзвода исключает разнообразные способы взлома замка, основанные на «провоцировании» срабатывания самовзвода;

- интеллектуальное управление электродвигателем с использованием обратной связи от сенсоров затрудняет открытие замка путем подачи питания на электродвигатель в обход контроллера, а также существенно снижает механический износ привода и уровень шума от его работы;

- невысокое пиковое электропотребление привода позволяет использовать привод с недорогими блоками питания или батареями.

Замок может быть использован для защиты различных объектов от доступа посторонних лиц с достижением технического результата, заключающегося в повышении надежности фиксации ригеля и взломостойкости замка. Замок двери содержит средство фиксации ригеля в запертом положении. Ригель выполнен в виде детали, отдельной от корпуса, и представляет собой пластину с фигурным вырезом переменной ширины, который на участке взаимодействия ригеля с запорным элементом выполнен округлым с диаметром, большим ширины прямолинейного участка фигурного выреза, начинающегося от торца ригеля. Средство фиксации ригеля в запертом положении выполнено в виде цилиндрического поршня, свободно надетого на вал, один конец которого снабжен резьбой и пропущен с возможностью возвратно-поступательного перемещения через полость шестерни. Эта полость снабжена соответствующей резьбой. Шестерня установлена с возможностью вращения вокруг оси, сосной с продольной осью вала и перпендикулярной поверхности ригеля, и в зацеплении с приводной шестерней, закрепленной на валу электродвигателя. Диаметр цилиндрического поршня соответствует диаметру округлого выреза на ригеле, а диаметр сечения вала соответствует ширине прямолинейного участка фигурного выреза. Поршень установлен с возможностью перемещения соосно с фиксирующими отверстиями корпуса замка и зафиксирован на гладком конце вала от продольного перемещения. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Замок двери, содержащий корпус, снабженный полостью, выполненной с возможностью возвратно-поступательного движения в ней ригеля, и средство фиксации ригеля в запертом положении, отличающийся тем, что ригель выполнен в виде детали, отдельной от корпуса, при этом, если один из упомянутых элементов жестко закреплен на подвижном элементе двери, то второй жестко закреплен на ее неподвижном элементе, причем ригель выполнен в виде пластины с фигурным вырезом переменной ширины, который на участке взаимодействия ригеля с запорным элементом выполнен округлым с диаметром, большим ширины прямолинейного участка фигурного выреза, начинающегося от торца ригеля, кроме того, средство фиксации ригеля в запертом положении выполнено в виде цилиндрического поршня, свободно надетого на вал, один конец которого снабжен резьбой и пропущен с возможностью возвратно-поступательного перемещения через полость шестерни, снабженную соответствующей резьбой, при этом шестерня установлена с возможностью вращения вокруг оси, соосной с продольной осью вала и перпендикулярной поверхности ригеля, и в зацеплении с приводной шестерней, закрепленной на валу электродвигателя, кроме того, диаметр цилиндрического поршня соответствует диаметру округлого выреза на ригеле, а диаметр сечения вала соответствует ширине прямолинейного участка фигурного выреза, при этом поршень установлен с возможностью перемещения соосно с фиксирующими отверстиями корпуса замка и зафиксирован на гладком конце вала от продольного перемещения.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поршень зафиксирован посредством шпонки, пропущенной через пазы, один из которых выполнен на валу у его гладкого конца, а другой на торце поршня, обращенном к упомянутому концу вала.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что торцы поршня выполнены с конической фаской.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что длина поршня превышает толщину полости корпуса замка, предназначенной для размещения в ней ригеля.5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что длина шпонки превышает диаметр поршня, при этом ее свободный конец использован как механический элемент системы управления электродвигателя.6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электродвигатель выполнен управляемым через контроллер.