Электромеханическое запорное устройство

Изобретение относится к скобяным изделиям и может быть применено для запирания дверей. Запорное устройство содержит корпус с отверстием, сердечник, замыкающий элемент, исполнительный орган и средства возврата. Сердечник снабжен замочной скважиной для приема ключа. Сердечник установлен в отверстии корпуса с возможностью вращения. Замыкающий элемент выполнен с возможностью взаимодействия с корпусом и сердечником. Замыкающий элемент установлен с возможностью перемещения между положением освобождения и положением замыкания. Исполнительный орган установлен в сердечнике и управляется электронным образом. Исполнительный орган выполнен с возможностью перемещения между открывающим и замыкающим положениями. Средства возврата выполнены с возможностью взаимодействия с ключом и исполнительным органом. Средства возврата перемещают исполнительный орган из открывающего положения в дополнительное положение замыкания в ответ на удаление ключа из скважины. Средства возврата выполнены с возможностью вращения. Достигается получение небольшого по размеру замыкающего механизма, который после удаления ключа механическим путем возвращается в положение замыкания. 9 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в целом, к электромеханическому запорному устройству, в частности к запорному устройству, в котором замыкающий механизм возвращается в положение замыкания механическим образом при удалении ключа.

Уровень техники

Электромеханические запорные устройства, которые включают в себя управляемый электрическим образом размыкающий механизм для перемещения замкового цилиндра, хорошо известны в уровне техники. Например, патент США 5839307 описывает электромеханический цилиндровый замок, который включает в себя наружный корпус замка и сердечник замка, поворачиваемый в корпусе замка и управляемый двойными запорными элементами. Сердечник имеет множество электромеханических запорных элементов, которые снабжены прорезями для приема боковой планки в незамкнутом положении. Магнитный сердечник поворачивает электромеханические замыкающие элементы в желаемое положение по отношению к боковой планке, чтобы сделать возможным поворот барабана.

Один из недостатков этого известного запорного устройства заключается в отсутствии механического возврата фиксирующих элементов в исходное состояние. Это означает, что замыкающие элементы будут оставаться в незамкнутом положении в случае, если замок активируется в результате манипуляции с ним, снижая тем самым параметры безопасности замка. Это может произойти, если удалена установленная на ключе батарея, которая подает питание на замыкающий механизм.

Цилиндровый замок представленного во введении типа описан в патентном документе SE 9904771-4. Этот документ раскрывает способ, в котором линейно перемещаемый палец (см. Фиг.1) поворачивает исполнительный орган под управлением перемещаемой ключом кодовой поверхности. Исполнительный орган, в свою очередь, разрешает или предотвращает перемещение боковой планки.

Это решение имеет несколько недостатков. Во-первых, оно относительно крупногабаритное. Во-вторых, перемещение пальца является кодозависимым, другими словами, необходимо иметь подходящую кодовую поверхность. Если у ключа такая кодовая поверхность отсутствует, то этот вариант решения работать не будет.

Европейская патентная публикация ЕР 1134335А2 описывает представленное во введении запорное устройство, в котором замыкающий механизм включает в себя линейно перемещаемую деталь. Вследствие этого данное решение также является крупногабаритным и кодозависимым.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в создании запорного устройства вышеприведенного типа, в котором управляемый электрическим образом замыкающий механизм автоматически возвращается в положение замыкания или блокировки, когда ключ вынимают из цилиндра замка, благодаря чему замыкающий механизм является кодонезависимым, занимая при этом лишь незначительное пространство.

Изобретение основано на понимании того, что вращательное движение перемещающего устройства в виде поворотного штифта может быть преобразовано в движение исполнительного органа.

Исходя из этого изобретение предусматривает запорное устройство в соответствии с пунктом 1 формулы.

Одно преимущество имеющего признаки изобретения запорного устройства заключается в том, что замыкающий механизм является кодонезависимым, поскольку поворотный или вращающийся штифт может, в принципе, поворачиваться любой частью ключа, вставленного в замок. Другое преимущество запорного устройства заключается в том, что замыкающий механизм занимает лишь незначительный объем пространства, поскольку вращательное или поворотное перемещение совершает только поворотный штифт.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение будет описано с помощью примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:

Фиг.1 иллюстрирует замыкающий механизм замка в соответствии с известной технологией;

Фиг.2 представляет собой перспективный вид запорного устройства в соответствии с настоящим изобретением;

Фигуры 3а и 3b подробно иллюстрируют замыкающий механизм, который содержит боковую планку, исполнительный орган, электродвигатель и поворотный штифт, входящий в запорное устройство, в соответствии с настоящим изобретением;

Фигуры 4а и 4b подробно иллюстрируют поворотный штифт по Фиг.3а и 3b;

Фигуры 5а и 5b подробно иллюстрируют исполнительный орган по Фиг.3a и 3b;

Фигуры 6а и 6b представляют собой виды снизу сердечника, показанного на Фиг.2, на которых видно перемещение поворотного штифта;

Фигуры 7а и 7b представляют собой перспективные виды с частичным вырезом цилиндрического сердечника, показанного на Фиг.2, причем на указанных фигурах видно взаимодействие между ключом и поворотным штифтом;

Фиг.8 представляет собой перспективный вид фиксирующего механизма, показывающий отклоняющую пружину для взаимодействия с поворотным штифтом;

Фигуры 9а и 9b представляют собой сечения вышеупомянутого механизма, которые иллюстрируют отклонение поворотного штифта пружиной;

Фигуры 10a-10d представляют собой поперечные сечения цилиндрического сердечника на различных стадиях электрического расцепления или возврата замыкающего механизма;

Фигуры 11a-11f представляют собой поперечные сечения, которые соответствуют видам, показанным на Фигурах 6a-6d, при этом они показывают различные стадии механического размыкания замыкающего механизма;

Фиг.12 представляет собой вид замыкающего механизма в альтернативном варианте осуществления изобретения;

Фигуры 13а-13 с представляют собой виды в плане замыкающего механизма, показанного на Фиг.12, в различных замыкающих или блокирующих состояниях.

Осуществление изобретения

Далее следует подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения. Фиг.1 иллюстрирует известную технологию, которая уже была описана в разделе «уровень техники», и в дальнейшем обсуждаться не будет.Фиг.2 представляет собой изображение с пространственным разделением деталей сердечника цилиндра, обозначенного в целом позицией 10, в запорном устройстве в соответствии с настоящим изобретением. Сердечник 10 сконструирован так, чтобы он мог размещаться в круговом цилиндрическом отверстии 4, имеющемся в обычном цилиндрическом корпусе 2. Сердечник, таким образом, имеет наружную поверхность, которая по существу соответствует отверстию в корпусе. Сердечник включает в себя замочную скважину 12, которая имеет форму, позволяющую обычным способом принимать ключ 60, показанный, например, на Фиг.6а. Сердечник 10 имеет множество отверстий 14 штифтового барабана, которые обычным способом принимают барабанные штифты (не показаны). Способ, с помощью которого имеющий соответствующий профиль ключ контактирует с барабанными штифтами и устанавливает их на линию разъема так, чтобы сердечник 10 мог поворачиваться относительно корпуса замка, известен в уровне техники, и следовательно, более подробно описываться не будет.

Функция или способ работы барабанных штифтов нигде в описании не затрагивается, и предполагается, что в замок вставляется ключ, имеющий соответствующий профиль. Когда, например, говорится, что сердечник блокируется или замыкается, то это подразумевает, что сердечник блокируется электрически управляемым замыкающим механизмом.

Фиг.2 иллюстрирует также боковую планку 20, которая радиально смещается в наружном направлении с помощью пружины 22, действующей на боковую планку. Боковая планка блокирует вращение сердечника 10 относительно корпуса 2, когда она сцеплена с полостью 6 в отверстии 4; см. Фиг.10а. Функция боковой планки подробно описана, например, в шведской патентной заявке 79067022-4, которая посредством ссылки включена в настоящую заявку.

Сердечник включает в себя также по существу цилиндрический исполнительный орган 30, который может поворачиваться посредством электродвигателя 40. Электродвигатель присоединен к электронному модулю 48 посредством двух проводов 42а, 42b. Подразумевается, что эти провода проходят в пазу цилиндрической поверхности сердечника. Помимо изготавливаемого по специальному заказу микрорегулирующего блока с ассоциированной памятью для хранения и исполнения программы вместе со схемами запуска для запускания электродвигателя 40 и т.д., электронный модуль включает в себя контакт 44 для ключа в виде токопроводящей металлической полосы, которая предназначена для создания механического контакта с ключом, вставляемым в замочную скважину 12. Это дает возможность ключу и электронному модулю обмениваться электроэнергией и данными. Таким образом, батарея, обеспечивающая питание электродвигателя 40 и электронный модуль 48, может быть установлена либо в запорном устройстве, либо в ключе. Для амортизации вращения электродвигателя 40 предусмотрена амортизирующая пружина 46, расположенная радиально по направлению внутрь от электродвигателя.

На вращение исполнительного органа 30 можно воздействовать также с помощью поворотного штифта 50, который имеет ось вращения, проходящую по существу под прямым углом к оси вращения исполнительного органа. Поворотный штифт размещен в канале 16, который проходит до замочной скважины 12 (см., например, Фиг.6а) и параллелен отверстиям 14 штифтового барабана. Поворотный штифт отклоняется посредством действующей на него пружины 52. Объяснение функции пружины поворотного штифта будет представлено ниже со ссылкой на Фиг.8 и Фигуры 9а и 9b.

Боковая планка 20, исполнительный орган 30 и электродвигатель 40 с сопутствующими компонентами, такими как амортизирующая пружина 46, размещаются в углублении 10а, имеющемся в цилиндрической поверхности сердечника, и удерживаются на месте с помощью крышки 18. Соответственно, электронный модуль 48 размещается в углублении в цилиндрической поверхности сердечника, противоположном углублению 10а.

Далее со ссылкой на Фигуры 3а, 3b и 5а, 5b будет подробно описан замыкающий механизм, содержащий боковую планку 20, исполнительный орган 30, электродвигатель 40 и поворотный штифт 50. Поворотный штифт 50 включает в себя шпенек 50а, который, как это описано ниже, предназначен для взаимодействия с ключом, вставленным в замочную скважину. Поворотный штифт имеет углубление 50b с поверхностью, предназначенной для взаимодействия с нижней поверхностью углубления 30b в исполнительном органе 30. Поворотный штифт имеет также гнездо 50с для пружины 52 поворотного штифта.

Поверхность исполнительного органа 30 имеет по существу цилиндрическую форму и включает продольно проходящее углубление 30а для размещения части боковой планки 20, когда исполнительный орган находится в положении освобождения или расцепления, как это будет объяснено ниже. Цилиндрическая поверхность исполнительного органа имеет также углубление 30b, которое проходит вокруг серединной части исполнительного органа приблизительно на угол 225 градусов, как показано на Фигурах 5а и 5b. Это углубление включает в себя ряд плоских нижних поверхностей для взаимодействия с нижней поверхностью углубления 50b поворотного штифта, как это будет объяснено ниже. Исполнительный орган 30 включает также утоненную часть 30с для взаимодействия с амортизирующей пружиной 46, чтобы гасить избыточное движение исполнительного органа и затруднить манипулирование с замком (воздействие на замок) путем удара молотком. И, наконец, исполнительный орган имеет проходящее в осевом направлении отверстие 30d для размещения вала электродвигателя 40.

Фиг.6а представляет вид сердечника 10 снизу без вставленного ключа 60, с четко показанной замочной скважиной 12. На Фиг.6а также четко показано, что шпенек 50а поворотного штифта входит в замочную скважину. Как видно на Фиг.6b, вставленный в замочную скважину ключ вытолкнул шпенек 50а и тем самым заставил поворотный штифт повернуться приблизительно на 30 градусов. Взаимодействие между поворотным штифтом 50 и ключом 60 четко прослеживается на частично вырезанных перспективных изображениях Фигур 7а и 7b.

Поскольку бородка ключа действует на поворотный штифт, то механическое решение, в принципе, не зависит от конструкции бородки ключа. Это означает, что решение не является кодозависимым, а может быть использовано с любым видом ключа, что представляет собой большое преимущество.

Отклонение поворотного штифта 50 в положение, показанное на Фиг.6а, достигается с помощью пружины 52 поворотного штифта, как это очевидно из Фиг.8. Эта пружина установлена между заглушкой 54 (показанной на Фиг.9а) и гнездом 50с пружины в поворотном штифте и стремится передвигать штифт в положение, показанное на Фиг.6а. Фиг.9а представляет сечение сердечника 10 и показывает на одном уровне с пружиной поворотного штифта растянутую пружину 52, которая возвращает поворотный штифт в начальное положение. Фиг.9b иллюстрирует пример, в котором вставленный ключ провернул поворотный штифт, чтобы сжать пружину поворотного штифта. Однако присущая пружине 52 упругость стремится возвратить поворотный штифт в положение, показанное на Фиг.9а, которое возможно, когда ключ удален из замочной скважины 12.

Нормальное электрическое срабатывание исполнительного органа 30 будет описано ниже со ссылкой на Фигуры 10а-d. Фиг.10а показывает начальное положение, в котором исполнительный орган повернут электродвигателем 40 из положения освобождения приблизительно на 90 градусов, при этом углубление 30а для боковой планки совпадает с боковой планкой 20 для ее приема. Углубление 50b в поворотном штифте 50 позволяет получить это положение исполнительного органа и в случае, когда ключ не вставлен в замочную скважину 12. Таким образом, углубления 30b и 50b в исполнительном органе и поворотном штифте, соответственно, сформированы так, чтобы поворотный штифт не оказывал влияние на управление электродвигателем.

Как показано на Фиг.10а, боковая планка не может выходить из полости 6 в корпусе замка, а сердечник не может вращаться в корпусе замка.

Когда ключ 60 вставляют в замочную скважину, поворачивая тем самым поворотный штифт так, чтобы его углубление 50b было обращено в сторону исполнительного органа (см. Фиг.10b), исполнительный орган может поворачиваться на 90 градусов в положение освобождения. Такой поворот заканчивается на Фиг.10с, на которой видно, что углубление 30а в исполнительном органе 30 поворачивается непосредственно в направлении боковой планки 20.

И, наконец, на Фиг.10а видно, что боковая планка 20 ведена с усилием в углубление 30а исполнительного органа в результате поворота сердечника 10. Это разрешает вращение сердечника 10 в корпусе 2 замка.

Когда ключ 60 из сердечника удален, электродвигатель 40 электрически управляется так, чтобы исполнительный орган 30 поворачивался в замыкающее положение, показанное на Фиг.10а. Однако, если по той или иной причине подача электроэнергии на электродвигатель будет отключена, или если вращение исполнительного органа, когда ключ вынут, будет заблокировано, исполнительный орган будет оставаться в положении освобождения, показанном на Фиг.10а, снижая тем самым защищенность запорного устройства. Это может произойти в результате того, что кто-то вынул из ключа батарею, которая обеспечивает питание электронного модуля 48 и электродвигателя 40, или же это явится результатом перерыва в подаче электроэнергии на запитанный через проводник замок. В таких случаях замыкающий механизм запорного устройства по изобретению действует так, чтобы механически возвратить исполнительный орган в замыкающее положение, как это будет далее описано со ссылкой на Фигуры 11a-f.

Фиг.11а показывает начальное положение при удалении ключа 60, соответствующее положению, которое показано на Фиг.10с. Как становится очевидным из Фиг.11b, по мере того, как ключ вынимают, поворотный штифт 50 начинает поворачиваться в свое начальное положение, см., например, Фиг.6а. Нижняя поверхность углубления 50b поворотного штифта входит в контакт с нижней поверхностью углубления 30b исполнительного органа. Это, в свою очередь, создает силу F, которая действует на исполнительный орган ниже его оси вращения, как это показано на Фиг.11с. Это обстоятельство вызывает вращение исполнительного органа таким образом, чтобы исполнительный орган поворачивался из положения освобождения, показанного на Фиг.11а.

Вращение поворотного штифта 50, и вследствие того, вращение исполнительного органа 30 продолжается до тех пор, пока поворотный штифт не дойдет до своего начального положения, см. Фигуры 11d и 11е. В этом положении исполнительный орган уже совершил поворот из своего положения освобождения приблизительно на угол 50 градусов; см. Фиг.11f.

Комбинация вращающегося или поворотного штифта и вращающегося исполнительного органа, используемая для механического возврата замыкающего механизма, который при нормальной эксплуатации управляется электрически, обеспечивает кодонезависимое решение, которое требует лишь небольшого объема пространства в сердечнике.

В случае альтернативного варианта осуществления, показанного на Фиг.12 и на Фигурах 13а-с, электродвигатель 40с вращающимся валом заменен линейным электродвигателем или соленоидом 140. Этот линейный электродвигатель или соленоид присоединен к исполнительному органу 130, который может двигаться в продольном направлении. Исполнительный орган имеет отверстие 130а для приема шпенька 120а на боковой планке 120. В положении, показанном на Фиг.13а, боковая планка может двигаться в направлении исполнительного органа, поскольку шпенек совмещен с отверстием 130а.

Амортизирующая пружина 146, соответствующая ранее описанной пружине 46, находится напротив вала, который соединяет электродвигатель и исполнительный орган.

Поворотный штифт 150, соответствующий поворотному штифту первого варианта осуществления, механически перемещается исполнительным органом при удалении ключа из запорного устройства. Штифт 150 имеет шпенек 15а или иной элемент, который может быть приведен в действие посредством ключа, вставленного в запорное устройство. Шпенек 150 также смещается с помощью пружины (не показана). Как становится очевидным из Фиг.13b, по мере того, как поворотный штифт поворачивается, поверхность на штифте нажимает на концевую поверхность исполнительного органа, заставляя тем самым исполнительный орган двигаться линейно по направлению к электродвигателю; см. Фиг.13с. Отверстие 130а вследствие этого выходит из совмещения со шпеньком 120а на боковой планке, и боковая планка лишается возможности двигаться внутрь в сторону исполнительного органа. В связи с этим исполнительный орган 130 имеет такую же функцию, что и вращающийся исполнительный орган 30 в описанном ранее варианте осуществления.

Хотя запорное устройство в соответствии настоящим изобретением было описано со ссылкой на предпочтительные варианты его осуществления, специалисту в данной области техники понятно, что в объеме прилагаемой формулы изобретения могут иметь место модификации и изменения. Например, несмотря на то, что был описан электродвигатель, на который подается питание от батареи в ключе, следует понимать, что на электродвигатель питание может подаваться и от батареи, которая находится в замке, или же от внешнего источника питания, который подключен к замку посредством электрических проводов.

Исполнительный орган был описан и проиллюстрирован в конкретной форме его осуществления. Следует понимать, однако, что исполнительный орган может иметь любую желаемую форму, при условии, что он с помощью механического управления может передвигаться из положения освобождения (Фигуры 11а, 13а) в положение замыкания (Фигуры 11f, 13с), по мере того как ключ вынимают из замка.

Несмотря на то что на фигурах показан только один поворотный штифт, следует понимать, что запорное устройство может включать более одного штифта, который взаимодействует со вставленным ключом и исполнительным органом.

Электрическое перемещение исполнительного органа 30 в его положение замыкания было описано как поворотное движение на угол 90 градусов. Следует понимать, что такое вращение может предполагать и другие углы при условии, что углубление 30а для приема боковой планки не будет расположено по центру напротив боковой планки. Следует также понимать, что одно и то же положение замыкания может использоваться как для электрически перемещаемых, так и для механически перемещаемых замыкающих механизмов.

Несмотря на то что была проиллюстрирована комбинация электрически управляемого замыкающего механизма и обычных штифтовых барабанов, следует понимать, что концепция изобретения может быть применена и к запорным устройствам, в которых отсутствуют другие замыкающие средства, помимо вышеописанного управляемого электронным образом замыкающего механизма.

1. Запорное устройство, содержащее корпус (2) с отверстием (4), сердечник (10), установленный с возможностью вращения в отверстии (4) и снабженный замочной скважиной (12) для приема ключа (60), замыкающий элемент (20, 120), выполненный с возможностью взаимодействия с корпусом (2) и сердечником (10) и установленный с возможностью перемещения между положением освобождения, при котором разрешено вращение сердечника относительно корпуса, и положением замыкания, при котором вращение сердечника относительно корпуса заблокировано, управляемый электронным образом исполнительный орган (30, 130), установленный в сердечнике (10) с возможностью перемещения между открывающим регистрирующим положением, при котором разрешено перемещение замыкающего элемента (20, 120) в положение освобождения, и положением замыкания, при котором перемещение замыкающего элемента в указанное положение освобождения заблокировано, и средства возврата (50, 150), выполненные с возможностью взаимодействия с ключом и с исполнительным органом, для перемещения исполнительного органа из открывающего регистрирующего положения в дополнительное положение замыкания, в ответ на удаление ключа из замочной скважины, при этом дополнительное положение замыкания предотвращает перемещение замыкающего элемента (20) в указанное положение освобождения, отличающееся тем, что средства возврата (50, 150) выполнены с возможностью вращения.

2. Запорное устройство по п.1, отличающееся тем, что средства возврата (50, 150) имеют ось вращения, проходящую, по существу, под прямым углом к продольной оси исполнительного органа (30, 130).

3. Запорное устройство по п.1, отличающееся тем, что средства возврата (50, 150) выполнены с возможностью отклонения посредством пружины (52) для перемещения исполнительного органа в направлении указанного дополнительного положения замыкания.

4. Запорное устройство по п.1, отличающееся тем, что средства возврата (50, 150) включают в себя шпенек (50а, 150а) для взаимодействия с ключом (60), вставленным в замочную скважину (12).

5. Запорное устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что исполнительный орган (30) выполнен с возможностью вращения.

6. Запорное устройство по п.5, отличающееся тем, что средства возврата (50) имеют углубление (50b), поверхность которого взаимодействует с нижней поверхностью углубления (30b) в исполнительном органе (30).

7. Запорное устройство по п.6, отличающееся тем, что контакт между нижней поверхностью углубления (50b) в поворотном штифте и нижней поверхностью углубления (30b) в исполнительном органе (30) обеспечивает силу (F), приложенную к исполнительному органу ниже оси вращения.

8. Запорное устройство по п.6, отличающееся тем, что углубление в исполнительном органе проходит вокруг центральной части исполнительного органа, по существу, на угол 225°.

9. Запорное устройство по любому из пп.6-8, отличающееся тем, что углубление (30b) в исполнительном органе имеет ряд плоских нижних поверхностей.

10. Запорное устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что исполнительный орган (130) выполнен с возможностью линейного перемещения.