Замок двери
Изобретение может быть использовано для защиты различных объектов от доступа посторонних лиц с достижением надежности фиксации ригеля в корпусе замка и взломостойкости замка. Замок двери содержит ригель и средство его фиксации в запертом положении. Ригель выполнен в виде детали, отдельной от корпуса. Если один из упомянутых элементов жестко закреплен на подвижном элементе двери, то второй жестко закреплен на ее неподвижном элементе. 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. Средство фиксации ригеля в запертом положении выполнено в виде гайки, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль вала, снабженного резьбой, соответствующей резьбе гайки. Участок гайки, взаимодействующий с ригелем, выполнен цилиндрическим с диаметром, соответствующим диаметру круглого выреза на ригеле. Ее вышележащий участок снабжен лыской, контактирующей с пальцем, установленным с возможностью скольжения гайки вдоль него. Вал установлен с возможностью вращения вокруг продольной оси перпендикулярно поверхности ригеля, а диаметр сечения вала соответствует ширине прямолинейного участка фигурного выреза. На валу жестко закреплена шестерня, установленная в зацеплении с шестерней, закрепленной на валу электродвигателя, предпочтительно управляемого через контроллер. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
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, Е 05 В 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 гайки, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль вала, снабженного резьбой, соответствующей резьбе гайки, для чего, по меньшей мере, участок гайки, взаимодействующий с ригелем, выполнен цилиндрическим с диаметром, соответствующим диаметру круглого выреза на ригеле, а, по меньшей мере, ее вышележащий участок снабжен лыской, контактирующей с пальцем, установленным с возможностью скольжения гайки вдоль него, при этом вал установлен с возможностью вращения вокруг продольной оси перпендикулярно поверхности ригеля, а диаметр сечения вала соответствует ширине прямолинейного участка фигурного выреза, причем на валу жестко закреплена шестерня, установленная в зацеплении с шестерней, закрепленной на валу электродвигателя, предпочтительно управляемого через контроллер. Кроме того, торец гайки выполнен с конической фаской. Кроме того, длина гайки превышает толщину полости корпуса замка, предназначенной для размещения в ней ригеля.
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 его округлую часть гайки, перемещаемой по принципу винтовой пары, вдоль снабженного резьбой вала, после «вдвижки» ригеля в корпус замка, так, чтобы вал 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 гайки, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль вала, снабженного резьбой, соответствующей резьбе гайки, для чего, по меньшей мере, участок гайки, взаимодействующий с ригелем, выполнен цилиндрическим с диаметром, соответствующим диаметру круглого выреза на ригеле" обеспечивают возможность запирания или освобождения ригеля разворотом вала.
Признаки, указывающие, что, по меньшей мере, вышележащий участок гайки "снабжен лыской, контактирующей с пальцем, установленным с возможностью скольжения гайки вдоль него, при этом вал установлен с возможностью вращения вокруг продольной оси перпендикулярно поверхности ригеля" обеспечивают возможность перемещения гайки вдоль вала, исключая возможность ее вращения вместе с последним.
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 "...на валу жестко закреплена шестерня, установленная в зацеплении с шестерней, закрепленной на валу электродвигателя" обеспечивают приведение вала во вращение и тем самым возможность возвратно-поступательного перемещения по нему гайки.
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 второго пункта формулы изобретения обеспечивают «самоцентрацию» гайки по отношению к округлому участку фигурного выреза ригеля.
Признаки третьего пункта формулы изобретения обеспечивают повышение сопротивления разрыву средства фиксации ригеля в запертом положении.
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 показан вид ригеля; на фиг.4 показан сборочный чертеж корпуса замка; на фиг.5 показан вид в объемной проекции корпуса замка, в положении "закрыто"; на фиг.6 показано положение замка на двери.
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 гайки 8 (вышележащий участок которой снабжен лыской 9), надетой на вал 10, снабженный резьбой, соответствующей резьбе гайки 8. Вал 10 установлен с возможностью вращения вокруг продольной оси 11, перпендикулярной поверхности ригеля 7, во втулках 12 и 13. При этом гайка 8 установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль вала 10, причем, по меньшей мере, участок гайки, взаимодействующий с ригелем, выполнен цилиндрическим с диаметром, соответствующим диаметру округлого участка 14 фигурного выреза 15 ригеля 7, а ее лыска 9 контактирует с пальцем 16, установленным с возможностью скольжения гайки вдоль него, при этом диаметр сечения вала 10 соответствует ширине прямолинейного участка 17 фигурного выреза 15. На валу жестко закреплена шестерня 18 со втулкой 19, размещенная в зазоре 6 и установленная в зацеплении с шестерней 20, закрепленной на валу электродвигателя 21, закрепленного в отверстии 22 пластины 3 и управляемого через контроллер (на чертежах не показан).
Управление положением гайки 8 на валу 10 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 23, пересекающего зазор 5 между плитами 1 и 2 и установленного с возможностью упирания в дно дополнительной прорези 24, соосной с прямолинейным участком 17 фигурного выреза 15.
Кроме того, показаны коническая фаска 25 на торце гайки 8, косяк двери 26 и дверное полотно 27.
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 включении охранной сигнализации, или выполнить иное действие, предусмотренное в перечне опций, выбираемых при покупке замка.
В качестве электродвигателя 21 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 27 крепят ригель так, чтобы его фигурная прорезь была ориентирована к корпусу замка, который закрепляют, соответственно, на косяк двери 26.
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 21, вращение вала которого приводит во вращение шестерню 20, вращение которой передается шестерне 18, закрепленной на валу 10, что приводит вал 10 во вращение. Вращение вала 10, резьба которого взаимодействует с резьбой гайки 8 (вращение которой исключается пальцем 16, контактирующим с лыской 9 гайки 8), приводит к поступательному смещению гайки по валу 10, до пересечения гайкой округлого участка 14 фигурного выреза 15 ригеля 7 (с заглублением конца гайки в верхнюю часть отверстия 28, выполненного в плите 1). Тем самым концы гайки 8 оказываются зафиксированными в плитах 1 и 2. В процессе начала внедрения торца гайки 8 в округлый участок 14 фигурного выреза 15 ригеля 7 коническая фаска 25 обеспечивает «самоцентрацию» гайки 8 по отношению к стенкам фигурного выреза ригеля.
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 гайки 8 по валу 10 в одно из положений (открыто или закрыто) электродвигателем 21.
При попытке грубого взлома путем отжима дверного полотна 27 домкратом ригель 7 деформируется и заклинивается в полости корпуса замка, т.к. утолщенные «берега» прямолинейного участка 17 фигурного выреза ригеля наползают (натягиваются) на вал гайки 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 «вовнутрь», 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 исключает 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 сильно 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.
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 гайки, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль вала, снабженного резьбой, соответствующей резьбе гайки, для чего, по меньшей мере, участок гайки, взаимодействующий с ригелем, выполнен цилиндрическим с диаметром, соответствующим диаметру круглого выреза на ригеле, а, по меньшей мере, ее вышележащий участок снабжен лыской, контактирующей с пальцем, установленным с возможностью скольжения гайки вдоль него, при этом вал установлен с возможностью вращения вокруг продольной оси перпендикулярно поверхности ригеля, а диаметр сечения вала соответствует ширине прямолинейного участка фигурного выреза, причем на валу жестко закреплена шестерня, установленная в зацеплении с шестерней, закрепленной на валу электродвигателя, предпочтительно управляемого через контроллер.
2. Замок по п.1, отличающийся тем, что торец гайки выполнен с конической фаской.
3. Замок по п.1, отличающийся тем, что длина гайки превышает толщину полости корпуса замка, предназначенной для размещения в ней ригеля.
