ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ЗАМОК Российский патент 2015 года по МПК E05B47/02 

Электромагнитный замок относится к области охранной техники, в частности к запирающим устройствам, управляемым средствами электронной техники, и может быть использован для запирания свободного конца контрольного устройства фиксации велосипеда, выполненного в виде троса с электропроводящей жилой, на устройствах для парковки велосипедов, детских колясок и подобных транспортных средств, а также для запирания дверей шкафов, сейфов, помещений.

Известен электромагнитный замок (RU 2382861 C1, Е05В 47/02, 21.10.2008), содержащий ригель, корпус, в полости которого установлены электромагнит и стопорный механизм, состоящий из стопорящих элементов, выполненных в виде шариков, и фиксатора, на боковой поверхности которого выполнены конические отверстия, в которых размещены шарики, на дне которого установлен постоянный магнит, дополненный втулкой, на внутреннем торце которой снята внутренняя фаска.

Известен электромагнитный замок (RU 2409733 C1, Е05В 47/00, 16.06.2009), содержащий ригель, корпус, в полости которого установлены электромагнит и стопорный механизм, состоящий из стопорящих элементов, выполненных в виде роликов, и фиксатора, выполненного в форме скобы с пазами, в которых размещены ролики с возможностью перемещения в них, с установленным постоянным магнитом на дне, дополненный двумя неподвижными упорами или двумя фиксирующими пластинами с овальными отверстиями.

Известен электромагнитный замок (RU 90831 U1, Е05В 47/02, 06.03.2009), содержащий ригель, корпус, в полости которого установлены электромагнит и стопорный механизм, состоящий из стопорящих элементов, выполненных в виде шариков, ловителя, на боковой поверхности которого выполнены конические отверстия, в которых размещены шарики, и фиксатора, на дне которого установлен постоянный магнит.

Известен электромагнитный замок (RU 125239 U1, Е05В 47/00, 13.08.2012), содержащий ригель, корпус, в полости которого установлены электромагнит и стопорный механизм, состоящий из стопорящих элементов, выполненных в виде шариков, и фиксатора, выполненного в виде ступенчатого стакана, на дне которого установлен постоянный магнит, а на его боковой поверхности выполнены конические отверстия, в которых размещены шарики, внутренняя поверхность корпуса выполнена ступенчатой, первый и второй участки которой соединены коническим переходом.

Недостатком известных устройств является относительно высокое энергопотребление, связанное с отсутствием возможности автоматической регулировки длительности времени подачи импульса напряжения питания на соленоид электромагнита, и ограниченная функциональными возможностями область самостоятельного применения.

Целью заявленного технического решения является расширение области применения устройства без дополнительной необходимости использования датчиков состояния закрытия замка на объектах с повышенными требованиями охраноспособности и улучшение эксплуатационных характеристик: снижение энергопотребления и повышение надежности срабатывания и удобства в использовании.

Поставленная цель достигается тем, что в электромагнитном замке, содержащем корпус, выполненный, например, в виде стакана или отрезка прямоугольной трубы по меньшей мере из одного слоя магнито- и электропроводящего материала или из магнито- и электропроводящего материала, но при этом корпус закреплен к установочной поверхности изолированно, например, диэлектрическим крепежом, или покрыт изоляцией по меньшей мере в точках фиксации к установочной поверхности, дно которого может быть выполнено съемным и содержать проточку или отверстие для выводов соленоида электромагнита, к корпусу подключен сигнальный проводник, другой конец которого подключен к сигнальному входу устройства управления электромагнитным замком, электромагнит, соленоид которого может быть намотан на цилиндрическую катушку с отверстием, установленный в полости корпуса, стопорный механизм, установленный в полости корпуса и содержащий по меньшей мере стопорящие элементы, выполненные, например, в виде шариков или роликов, и фиксатор, выполненный, например, в виде стакана или в виде ступенчатого стакана, который может быть дополнен ловителем и втулкой внутренней, причем элементы стопорного механизма могут быть выполнены электропроводящими, ригель в виде штока с головкой, выполненный электропроводящим, внутренний конец которого подключен проводником ригеля к сигнальному входу устройства управления электромагнитным замком непосредственно, либо через фиксирующее контрольное устройство, запираемое замком, выполненное, например, в виде электропроводящего троса, покрытого изоляцией, один конец которого соединен с внутренним концом ригеля, например, обжимной муфтой, а другой закреплен к установочной поверхности и подключен проводником ригеля к сигнальному входу устройства управления электромагнитным замком, причем ригель и фиксатор образуют магнитную пару, по меньшей мере один из элементов которой выполнен магнитным, причем магнитным элементом магнитной пары может быть фиксатор, выполненный, например, из магнитопроводящего материала, и дополненный постоянным магнитом или ригель, выполненный электропроводящим, например, из магнитного материала или содержащий головку, дополненную постоянным магнитом, причем стопорящие элементы стопорного механизма, состоящего из фиксатора и шариков, размещенных в сквозных конических отверстиях фиксатора, выполненного в виде ступенчатого цилиндрического стакана, на входном отверстии которого выполнена внутренняя фаска, причем упомянутые отверстия выполнены на его боковой поверхности, причем диаметр конических отверстий, расположенных на внешней поверхности фиксатора, не менее диаметра шариков, а диаметр конических отверстий, расположенных на внутренней поверхности фиксатора, меньше диаметра шариков, диаметр штока ригеля не превышает диаметр, образованный поверхностью выступающих частей шариков над внутренней цилиндрической поверхностью фиксатора, диаметр головки ригеля не превышает диаметр внутренней цилиндрической поверхностью фиксатора, или состоящего из фиксатора и роликов, размещенных в сквозных поперечных отверстиях фиксатора, выполненного в виде ступенчатого цилиндрического стакана, причем упомянутые отверстия выполнены на его боковой поверхности, диаметр штока ригеля не превышает условного диаметра, образованного поверхностью выступающих частей роликов над внутренней цилиндрической поверхностью фиксатора и внутренней цилиндрической поверхностью фиксатора, диаметр головки ригеля не превышает условного диаметра, образованного внутренней цилиндрической поверхностью фиксатора, или дополненного ловителем, выполненным в виде втулки, на входном отверстии которой выполнена внутренняя фаска, стопорящие элементы которого выполнены в виде шариков, размещенных в сквозных конических отверстиях ловителя, выполненных на его боковой поверхности, причем диаметр конических отверстий, расположенных на внешней поверхности ловителя, не менее диаметра шариков, а диаметр конических отверстий, расположенных на внутренней поверхности ловителя, меньше диаметра шариков, диаметр штока ригеля не превышает диаметр, образованный поверхностью выступающих частей шариков над внутренней цилиндрической поверхностью ловителя, диаметр головки ригеля не превышает диаметр внутренней цилиндрической поверхностью ловителя, фиксатор, выполненный в виде цилиндрического стакана из магнитопроводящего материала, расположен в полости, образованной между внешней поверхностью ловителя и внутренней поверхностью электромагнита, причем входное отверстие замка может быть дополнено втулкой наружной, выполненной электропроводящей, на входном отверстии которой выполнена внутренняя фаска, выполняющей, частично, функцию центровки ригеля при его запирании.

На фиг.1 представлен продольный разрез электромагнитного замка с поперечным сечением в осесимметричной стопорящим элементам (8) плоскости и продольный разрез ригеля. Корпус (1), покрытый изоляцией (3), выполнен цилиндрическим, причем внутренняя поверхность - в виде двух участков различного диаметра, соединенных коническим переходом, в полости которого установлен электромагнит (4), выводы соленоида (5) которого отведены через отверстие в съемном дне (2) корпуса (1), подключенного к сигнальному входу устройства управления электромагнитным замком сигнальным проводником (6), в полости корпуса (1) расположен стопорный механизм, состоящий из стопорящих элементов (8), выполненных в виде шариков, и фиксатора (9), дополненного постоянным магнитом (10), установленным на его дне, ригель выполнен в виде штока (14) с головкой (15), внутренний конец (16) которого соединен с электропроводящим тросом (17), покрытым электрической изоляцией (19) обжимной муфтой (18) и подключен к сигнальному входу устройства управления электромагнитным замком проводником ригеля (7).

На фиг.2 представлен продольный разрез электромагнитного замка с поперечным сечением в осесимметричной стопорящим элементам (8) плоскости и продольный разрез ригеля. Корпус (1) выполнен цилиндрическим в виде отрезка прямоугольной трубы. Стопорный механизм состоит из стопорящих элементов (8), выполненных в виде роликов, и фиксатора (9). Ригель выполнен магнитным, головка которого дополнена постоянным магнитом (10).

На фиг.3 представлен продольный разрез электромагнитного замка, корпус (1) которого покрыт изоляцией (3), выполнен цилиндрическим, дно (2) корпуса (1) которого служит сердечником электромагнита (4). Стопорный механизм состоит из стопорящих элементов (8), фиксатора (9) и втулки внутренней (12), на концах которой сняты фаски с внутренней стороны.

На фиг.4 представлен продольный разрез электромагнитного замка, часть фиксатора (9) которого служит сердечником электромагнита (4).

На фиг.5 представлен продольный разрез электромагнитного замка, стопорный механизм которого состоит из стопорящих элементов (8), фиксатора (9) и втулки внутренней (12), на торце, обращенном ко дну корпуса (1) которой, выполнена внутренняя фаска. Входное отверстие замка дополнено втулкой наружной (13), на входном отверстии которой выполнена фаска, выполняющая, частично, функцию центровки ригеля при его запирании.

На фиг.6 представлен продольный разрез электромагнитного замка, стопорный механизм которого состоит из стопорящих элементов (8), выполненных в виде шариков, фиксатора (9) и ловителя (11), в конических отверстиях которого размещены шарики. Входное отверстие замка дополнено втулкой наружной (13).

Электромагнитный замок (фиг.1) работает следующим образом. В исходном состоянии, при котором соленоид электромагнита обесточен, подвижный фиксатор (9) может находиться в любом положении. С устройства управления электромагнитным замком, например контроллера, по сигнальному проводнику (6) подают сигналы. При закрывании замка ригель головкой (15) раздвигает шарики (8) с одновременным перемещением фиксатора (9) и входит в соприкосновение с постоянным магнитом (10) фиксатора (9). При этом замыкается сигнальная цепь: сигнальный вход контроллера, сигнальный проводник (6), корпус (1), шарики (8), (фиксатор (9)), ригель, электропроводящий трос (17), проводник ригеля (7), сигнальный вход контроллера. Электромагнитный замок ставится под охрану контроллером. Магнитный поток постоянного магнита (10) замыкает магнитную цепь: фиксатор (9), постоянный магнит (10), головка (15) ригеля. При попытке несанкционированного открытия замка фиксатор (9) начнет перемещаться под действием силы магнитного потока постоянного магнита (10), при этом шарики (8) будут перемещаться вместе с фиксатором (9), блокируя головку (15) ригеля. Замок закрыт и находится под охраной.

При попытке несанкционированного разрыва сигнальной цепи, например перекусыванием электропроводящего троса (17) или вскрытием двери механическим усилием, превышающим силу удержания ригеля в замке, срабатывает сигнализация (с контроллера подается сигнал тревоги на блок оповещения системы охраны, в которой установлен замок, так как замок предварительно не был снят с охраны).

При санкционированном открытии замок снимается с охраны, на соленоид электромагнита (4) подают напряжение питания, магнитный поток соленоида размагничивает магнитную цепь, давая возможность свободно перемещаться фиксатору (9) и, соответственно, шарикам (8). В этом случае при открывании замка шарики (8) не фиксируют головку (15) ригеля. Замок открыт.

Наличие элементов обратной связи в конструкции замка расширяет область самостоятельного применения устройства и позволяет, за счет возможности автономного контроля состояния закрытия замка, понизить его энергопотребление: напряжение питания соленоида электромагнита отключается сразу, как только ригель извлекается из замка, то есть автоматически, как только санкционированно размыкается сигнальная цепь. Отсутствует необходимость подавать напряжение питания на соленоид на протяжении всего заданного времени, предусмотренного для отпирания замка.

Если замок не был открыт или не был открыт в течение отведенного для этого промежутка времени, подается, соответственно, усиленный или удлиненный импульс напряжения питания на соленоид автоматически, без необходимости повторного ввода ключа, что повышает надежность срабатывания и удобство в использовании замка.

Вариантное исполнение элементов магнитной пары, в которой магнитным элементом может быть выполнен ригель, расширяет арсенал средств данного назначения.

Электромагнитный замок относится к области охранной техники, в частности к запирающим устройствам, управляемым средствами электронной техники, и может быть использован для запирания свободного конца контрольного устройства фиксации велосипеда, выполненного в виде троса с электропроводящей жилой, на устройствах для парковки велосипедов, детских колясок и подобных транспортных средств, а также для запирания дверей шкафов, сейфов, помещений. Электромагнитный замок, содержащий корпус (1), состоящий по меньшей мере из одного слоя, выполненного магнито- и электропроводящим, в полости которого установлены электромагнит (4) и стопорный механизм, содержащий по меньшей мере стопорящие элементы (8) и фиксатор (9), ригель в виде штока (14) с головкой (15), взаимодействующий со стопорным механизмом, в котором к корпусу (1), закрепленному к установочной поверхности электрически изолированно, подключен сигнальный проводник (6), к внутреннему концу (16) ригеля подключен проводник ригеля (7), причем упомянутые проводники подключены к сигнальным входам устройства управления электромагнитным замком, ригель и фиксатор (9) образуют магнитную пару, по меньшей мере один из элементов которой выполнен магнитным, причем ригель выполнен электропроводящим, по меньшей мере один из элементов замка, обеспечивающий электрический контакт между ригелем и корпусом (1) в запертом положении ригеля, выполнен электропроводящим. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Электромагнитный замок, содержащий корпус (1), состоящий по меньшей мере из одного слоя, выполненного магнито- и электропроводящим, в полости которого установлены электромагнит (4) и стопорный механизм, содержащий по меньшей мере стопорящие элементы (8) и фиксатор (9), ригель в виде штока (14) с головкой (15), взаимодействующий со стопорным механизмом, отличающийся тем, что к корпусу (1), закрепленному к установочной поверхности электрически изолированно, подключен сигнальный проводник (6), к внутреннему концу (16) ригеля подключен проводник ригеля (7), причем упомянутые проводники подключены к сигнальным входам устройства управления электромагнитным замком, ригель и фиксатор (9) образуют магнитную пару, по меньшей мере один из элементов которой выполнен магнитным, причем ригель выполнен электропроводящим, по меньшей мере один из элементов замка, обеспечивающий электрический контакт между ригелем и корпусом (1) в запертом положении ригеля, выполнен электропроводящим.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус (1) электрически изолирован от установочной поверхности по меньшей мере в точках фиксации к ней.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус (1) покрыт электрической изоляцией (3).

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что магнитным элементом магнитной пары является фиксатор (9), выполненный из магнитопроводящего материала и дополненный постоянным магнитом (10).

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что магнитным элементом магнитной пары является ригель, головка (15) которого дополнена постоянным магнитом (10), причем ригель выполнен электропроводящим.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стопорящие элементы (8) стопорного механизма выполнены в виде шариков, размещенных в сквозных конических отверстиях фиксатора (9), выполненного в виде ступенчатого цилиндрического стакана, на входном отверстии которого выполнена внутренняя фаска, причем упомянутые отверстия выполнены на его боковой поверхности, причем диаметр конических отверстий, расположенных на внешней поверхности фиксатора (9), не менее диаметра шариков, а диаметр конических отверстий, расположенных на внутренней поверхности фиксатора (9), меньше диаметра шариков, диаметр штока (16) ригеля не превышает диаметр, образованный поверхностью выступающих частей шариков над внутренней цилиндрической поверхностью фиксатора (9), диаметр головки (15) ригеля не превышает диаметр внутренней цилиндрической поверхности фиксатора (9).

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стопорящие элементы (8) стопорного механизма выполнены в виде роликов, размещенных в сквозных поперечных отверстиях фиксатора (9), выполненного в виде ступенчатого цилиндрического стакана, причем упомянутые отверстия выполнены на его боковой поверхности, диаметр штока (16) ригеля не превышает условного диаметра, образованного поверхностью выступающих частей роликов над внутренней цилиндрической поверхностью фиксатора (9) и внутренней цилиндрической поверхностью фиксатора (9), диаметр головки (15) ригеля не превышает условного диаметра, образованного внутренней цилиндрической поверхностью фиксатора (9).

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стопорный механизм дополнен ловителем (11), выполненным в виде втулки, на входном отверстии которой выполнена внутренняя фаска, стопорящие элементы (8) которого выполнены в виде шариков, размещенных в сквозных конических отверстиях ловителя (11), выполненных на его боковой поверхности, причем диаметр конических отверстий, расположенных на внешней поверхности ловителя (11), не менее диаметра шариков, а диаметр конических отверстий, расположенных на внутренней поверхности ловителя (11), меньше диаметра шариков, диаметр штока (16) ригеля не превышает диаметр, образованный поверхностью выступающих частей шариков над внутренней цилиндрической поверхностью ловителя (11), диаметр головки (15) ригеля не превышает диаметр внутренней цилиндрической поверхности ловителя (11), фиксатор (9), выполненный в виде цилиндрического стакана из магнитопроводящего материала, расположен в полости, образованной между внешней поверхностью ловителя (11) и внутренней поверхностью электромагнита (4).

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стопорный механизм дополнен втулкой внутренней (12), выполненной электропроводящей.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что входное отверстие замка дополнено втулкой наружной (13), выполненной электропроводящей.

11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что проводник ригеля (7) подключен к внутреннему концу ригеля (16) через фиксирующее контрольное устройство, запираемое замком, выполненным в виде электропроводящего троса (17), покрытого изоляцией (19), один конец которого соединен с внутренним концом ригеля (16) с помощью обжимной муфты (18), а другой - с проводником ригеля (7), подключенным к сигнальному входу устройства управления электромагнитным замком.

12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дно (2) корпуса (1) выполнено съемным, причем дно (2) содержит отверстие для выводов соленоида (5) электромагнита (4).