Механизм электромеханического цилиндрового замка

 

Механизм электромеханического цилиндрового замка содержит корпусную деталь и внутри нее цилиндр замка, который в открытом состоянии механизма замка способен вращаться относительно корпусной детали. Блокирующее средство, функционально зависимое от электронного кода, в положении блокировки препятствует повороту цилиндра замка относительно корпусной детали независимо от указанного механизма замка. Блокирующее средство содержит поворачиваемый электромеханически блокирующий элемент, который сопряжен с направляющей канавкой, выполненной в цилиндре замка или в поворотном элементе. Блокирующий элемент способен непрерывно поворачиваться так, что в повернутом положении, обеспечивающем блокировку, он препятствует свободному вращательному движению цилиндра замка относительно корпусной детали. Данное блокирующее средство надежно в работе и конструктивно несложно за счет исключения управляемого пружиной прямолинейного движения. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к механизму электромеханического цилиндрового замка в соответствии с преамбулой пункта 1 формулы изобретения.

Надежность работы цилиндрового замка или аналогичного ему можно повысить путем снабжения его блокирующим средством, работа которого зависит от электронного кода, подаваемого отдельно. Известны различные электромеханические цилиндровые замки такого вида. Типичными для большинства из них является то, что они довольно сложные и требуют много места. Они также могут быть неудобны для производства в случае, когда требуется производить значительные изменения в самом цилиндре замка или в других элементах механизма замка. В качестве примеров можно сослаться на решения, показанные в публикациях заявки Великобритании N 2112055 А, заявки N 0281507 В1 на Европейский патент, заявки N 0381320 В1 на Европейский патент и заявки Финляндии N 960903 (соответствует заявке PCT N 96/00830). Общим для этих решений является то, что перемещение блокирующего элемента, приводимого в действие электрически, между положениями блокировки и расцепления осуществляется прямолинейно под управлением пружины. Решения сложные, необходимые объем и линейный размер являются нереальными, поскольку определяются работой пружины.

Задача изобретения заключается в создании нового, конструктивно несложного и надежного при работе решения для блокирующего средства, срабатывание которого зависит от электронного кода, и для средств управления им, в котором вышеупомянутые недостатки известного уровня техники в значительной степени исключены.

Задачу изобретения можно увидеть в описанном виде в пункте 1 и в других пунктах формулы изобретения. В соответствии с изобретением блокирующее средство содержит поворачиваемый электромеханически блокирующий элемент, который сопряжен с направляющей канавкой, выполненной в цилиндре замка или в поворотном элементе, и при этом способен непрерывно поворачиваться так, что в повернутом положении, обеспечивающем блокировку, он препятствует свободному вращательному движению цилиндра замка относительно корпусной детали. Поскольку решение основано исключительно на использовании поворота блокирующего элемента, его конструкция может быть сделана несложной и не занимающей много места.

В лучшем варианте осуществления изобретения направляющая канавка расположена в плоскости поперечного сечения цилиндра замка вокруг цилиндра замка или поворотного элемента, вследствие этого способного непрерывно поворачиваться, и содержит, по меньшей мере, один расширенный участок, который в положении блокировки блокирующего элемента находится во взаимодействии с блокирующим элементом. Путем снабжения направляющей канавки двумя расширенными участками, которые расположены на угловом расстоянии примерно 180^o друг от друга, цилиндровый механизм замка можно непрерывно поворачивать, при одном и том же направлении поворота положения блокировки и расцепления сменяют друг друга.

На практике конец блокирующего элемента, расположенный на поверхности направляющей канавки, может иметь, по меньшей мере и по существу, прямоугольную форму в поперечном сечении, причем такую, что его наименьший размер соответствует, по существу, ширине направляющей канавки, а его наибольший размер соответствует, по существу, ширине расширенного участка направляющей канавки.

На конце блокирующего элемента, расположенном противоположно относительно направляющей канавки, установлен постоянный магнит, который находится во взаимодействии с полюсами электромагнита. Для достижения полезного эффекта постоянный магнит имеет кольцевую форму и намагничен в направлении плоскости поперечного сечения оси вращения блокирующего элемента. Поэтому блокирующий элемент можно сделать конструктивно несложным, компактным объектом. Кольцевая форма выгодна еще потому, что в этом случае магнитное поле электромагнита способствует повороту блокирующего элемента настолько эффективно, насколько это возможно.

Поворот блокирующего элемента обеспечивается изменением полярности электромагнита. В результате этого возвратно-поступательное перемещение может совершаться между положениями блокировки и расцепления. Поэтому механизм имеет в своем составе ограничительные элементы на 90^o, установленные для ограничения поворота блокирующего элемента, совершаемого возвратно-поступательно между положениями расцепления и блокировки. Следовательно, при отсутствии других средств управления блокирующий элемент устойчив в каждом из крайних положений (бистабилен), поскольку полюса постоянного магнита противодействуют полюсам электромагнита, которые выполнены, например, из магнитного железа и которые расположены соответственно в элементах, вытянутых диаметрально противоположно по разные стороны от блокирующего элемента. К тому же для поворота блокирующего элемента необходим только короткий управляющий импульс, например длительностью 40 мс, что хорошо соответствует режиму работы батареи.

Блокирующий элемент и электромагнит, вызывающий его поворот, выгодно расположены в отдельном узле, размещенном на конце цилиндра замка и прикрепляемом совместно с корпусной деталью замка, предпочтительно посредством общих винтов, к любому конкретному объекту установки. В этом случае нет необходимости изменять цилиндр замка или механизм замка, что выгодно с точки зрения технологии производства.

Запирающий механизм с достижением полезного эффекта механизма выполнен в виде цилиндрового механизма замка, снабженного поворотными запирающими дисками.

Ниже изобретение описывается посредством примера со ссылками на чертежи, на которых: фиг. 1 - общий вид запирающего узла, в котором использован вариант осуществления механизма электромеханического цилиндрового замка; фиг. 2 - решение для блокирующего средства, включенного в механизм фиг. 1, частично в разрезе; фиг. 3 - сечение по III-III фиг. 2; фиг. 4 - сечение с увеличением по IV-IV фиг. 2; фиг. 5 отражает принцип действия электромагнитного блокирующего средства согласно изобретению.

На чертеже под номером 1 показан цилиндровый замок, входящий в запирающее устройство и работающий известным образом с помощью стержня 2а ключа 2. В показанной конструкции цилиндровый замок 1 взаимодействует с корпусом 3 замка, расположенным в двери или в аналогичном изделии, для перемещения ригеля 3а замка, помещенного в нем. Цилиндровый замок имеет в своем составе корпус 1а механизма и цилиндр 1б замка, расположенный с возможностью вращения внутри него. Реальный запирающий механизм может быть выполнен на основе нескольких известных решений, например на основе цилиндрового механизма замка, снабженного поворотными запирающими дисками, что показано в публикации патента США N 4211097, и поэтому механизм не будет здесь описываться более детально.

Запирающее устройство дополнительно снабжено электронным блоком 5, электрически управляемым блокирующим средством 16, которое в варианте осуществления, показанном на чертежах, расположено в отдельном узле 4 блокирующего средства, размещенном между цилиндровым замком 1 и подлежащим блокировке объектом, взаимодействующим с ним, которым в данном случае является корпус 3 замка, расположенный в двери. Работа блокирующего средства 16 не зависит от запирающего механизма цилиндрового замка 1, и в положении блокировки оно препятствует передаче усилия от ключа 2 через цилиндровый замок 1 к ригелю 3а замка. Работа блокирующего средства 16 зависит от электронного кода, запомненного в схеме 2б памяти, расположенной в ключе, и подаваемого или считываемого с ключа. Для этой цели запирающее устройство снабжено антенным средством 7, которое может работать известным образом, к примеру посредством индукции.

В качестве источника питания для запирающего устройства можно использовать любой источник, подходящий для этой цели, например сеть или батарею (непоказанную). Запирающее устройство, предпочтительно, снабжают, особенно когда в качестве источника питания используют батарею, средством 6 коммутации тока, которое подает ток на электронный блок 5 только в случае, если ключ вставлен в замок 1, чтобы этим продлить полезное время работы батареи.

После вставления ключа 2 в замок 1 и подключения средством 6 коммутации тока цепей электронного блока 5 к источнику питания осуществляется подача и/или считывание электронного кода с помощью антенного средства 7. Если код правильный, электронный блок 5 вынуждает блокирующее средство 16 переместиться в положение расцепления, после чего ригель 3а замка можно передвигать с помощью ключа 2. Запирающее устройство также снабжено установленным известным образом защитным приспособлением 8, предохраняющим детали 1, 4, 6 и 7 от попытки взлома снаружи.

На фиг. 2-5 более подробно показана конструкция узла 4 блокирующего средства и отражены принципы действия блокирующего средства. Передача усилия от цилиндрового замка 1 к узлу 4 происходит с помощью поворотного элемента 9, соединенного с цилиндром 1б замка и непрерывно передающего его вращательное движение. Передача усилия от поворотного элемента 9 к корпусу 3 замка может происходить с помощью плоского вращающегося элемента (непоказанного) известного вида. Кроме того, конструкция содержит фиксирующий элемент 10, удерживающий как поворотный элемент 9, так и указанный поворачивающийся элемент в их местах в узле 4.

Узел 4 блокирующего средства снабжен электромагнитом, содержащим катушку 11 и полюсы 12а и 12б из магнитного материала, схемной платой 14 с датчиком Холла и проводкой 15 к электронному блоку 5, а также блокирующим элементом 16. Блокирующий элемент 16 снабжен головкой 16б прямоугольной формы, находящейся во взаимодействии с направляющей канавкой 17 и двумя расширенными участками 17а и 17б в ней, образованными в поворотном элементе 9. Когда головка 16б блокирующего элемента 16 расположена поперек любого одного из расширенных участков 17а и 17б, как показано на фиг. 2 и 3, пространство для ее перемещения в направляющей канавке 17 отсутствует, и она препятствует вращению поворотного элемента 9 относительно узла 4 и в то же самое время, следовательно, вращению цилиндра 1б замка относительно корпуса 1а механизма.

Другой конец блокирующего элемента 16 снабжен постоянным магнитом 16а, который взаимодействует с полюсами 12а и 12б электромагнита способом, показанным на фиг. 4 и 5, в результате чего его поворот ограничен посредством элементов 13 до 90^o. Управление работой блокирующего элемента 16 осуществляется с помощью электронного блока 5 и электронного кода, подаваемого на блок с ключа 2. Когда поступает правильный код, электронный блок 5 так управляет электромагнитом, что его полярность изменяется на обратную, вследствие чего блокирующий элемент 16 поворачивается на 90^o от показанного положения блокировки. Затем головка 16б блокирующего элемента 16 входит полностью в направляющую канавку 17 и обеспечивает возможность вращения поворотного элемента 9 и, следовательно, передачи усилия от ключа через цилиндр 1б замка к ригелю 3а замка.

Поскольку постоянный магнит 16а блокирующего элемента 16 стремится переместиться в одно из конечных положений, исходя из заданной в каждый момент времени полярности, его состояние в каждом случае будет устойчивым. Когда полюсы 12а и 12б расположены так, как это показано, т.е. последовательно в направлении вставления ключа, то невозможно подвергнуть блокирующий элемент 16 воздействию силы магнитного поля снаружи двери с целью его поворота. Из-за кольцевой формы постоянного магнита 16а блокирующий элемент 16 может поворачиваться в магнитном поле электромагнита настолько эффективно, насколько это возможно.

Узел 4 блокирующего средства дополнительно снабжен отверстиями 18, которые можно использовать для монтажа узла 4 посредством винтов (непоказанных) к корпусу замка и к двери вместе с цилиндровым замком и, возможно, также вместе с защитным приспособлением 8.

Реализация изобретения не зависит от использованного механизма цилиндрового замка, а также от использованного способа передачи кода от схемы памяти ключа в электронный блок с целью его контроля.

Поэтому изобретение не ограничено показанным вариантом осуществления, и несколько модификаций возможно в рамках объема сопровождающей формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Механизм электромеханического цилиндрового замка, содержащий корпусную деталь замка и внутри нее цилиндр замка, который в открытом состоянии механизма замка выполнен с возможностью вращения относительно корпусной детали, и блокирующее средство, функционально зависимое от электронного кода и которое в положении блокировки выполнено с возможностью создания препятствия повороту цилиндра замка относительно корпусной детали независимо от указанного механизма замка, отличающийся тем, что указанное блокирующее средство содержит поворачиваемый электромеханически блокирующий элемент, который сопряжен с направляющей канавкой, выполненной в цилиндре замка или в поворотном элементе, и при этом выполнен с возможностью непрерывного поворота так, что в повернутом положении, обеспечивающем блокировку, он имеет возможность препятствовать свободному вращательному движению цилиндра замка относительно корпусной детали.

2. Механизм цилиндрового замка по п.1, отличающийся тем, что направляющая канавка расположена в плоскости поперечного сечения цилиндра замка, вокруг цилиндра замка или поворотного элемента, вследствие этого выполненного с возможностью непрерывного поворота, и содержит по меньшей мере один расширенный участок, который в положении блокировки блокирующего элемента выполнен с возможностью взаимодействия с блокирующим элементом.

3. Механизм цилиндрового замка по п.2, отличающийся тем, что направляющая канавка содержит два расширенных участка, которые расположены на угловом расстоянии 180^o друг от друга.

4. Механизм цилиндрового замка по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что конец блокирующего элемента, расположенный на поверхности направляющей канавки, имеет, по существу, прямоугольную форму в поперечном сечении, такую, что его наименьший размер соответствует, по существу, ширине направляющей канавки, а его наибольший размер соответствует, по существу, ширине расширенного участка направляющей канавки.

5. Механизм цилиндрового замка по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что конец блокирующего элемента, расположенный противоположно относительно направляющей канавки, снабжен постоянным магнитом, который находится во взаимодействии с полюсами электромагнита, соответственно расположенными по разные стороны от постоянного магнита блокирующего элемента в элементах, вытянутых диаметрально противоположно по разные стороны от оси вращения блокирующего элемента.

6. Механизм цилиндрового замка по п.5, отличающийся тем, что постоянный магнит имеет кольцевую форму и намагничен в направлении плоскости поперечного сечения оси вращения блокирующего элемента.

7. Механизм цилиндрового замка по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что выполнение поворота блокирующего элемента обеспечивается изменением полярности электромагнита.

8. Механизм цилиндрового замка по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что механизм имеет в своем составе ограничительные элементы, установленные для ограничения поворота блокирующего элемента примерно до 90^o, совершаемого возвратно-поступательно между положениями расцепления и блокировки.

9. Механизм цилиндрового замка по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что блокирующий элемент и электромагнит, вызывающий его поворот, расположены в отдельном узле, размещенном на конце цилиндра замка и прикрепляемом совместно с корпусной деталью замка предпочтительно посредством общих винтов к каждому конкретному объекту установки.

10. Механизм цилиндрового замка по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что запирающий механизм выполнен в виде цилиндрового механизма замка, снабженного поворотными запирающими дисками.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5