МАГНИТНОЕ ЗАПИРАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО РИГЕЛЬНОГО ТИПА
MAGNETIC LOCKING DEVICE OF CROSSBAR TYPE

Описание изобретения
Настоящее изобретение относиться к запирающим устройствам, а более конкретно к магнитному запирающему устройству ригельного типа.
Известно запирающее магнитное устройство ригельного типа (см. патент РФ RU 2493345 С1), по сути представляющее собой электромагнитный замок, содержащий ригель в виде стержня, на одном из концов которого образована головка, ловитель ригеля, содержащий полый по существу цилиндрический корпус, внутри которого установлен с возможностью осевого передвижения стопорный узел, содержащий втулку, в боковой стенке которой выполнены радиальные отверстия, в которых установлены с возможностью радиального передвижения стопорящие шарики, движение которых внутрь втулки приводит к захвату и удержанию головки ригеля в ловителе ригеля, и электромагнит, при этом на стенке цилиндрического корпуса ловителя ригеля, с ее внутренней стороны, образован кольцевой выступ для перемещения стопорных шариков в полость втулки, втулка выполнена металлической и на ней закреплен постоянный магнит, перемещающийся под действием электромагнита, вызывая тем самым осевое передвижение втулки и радиально-осевое передвижение стопорящих шариков.
Обратите внимание, что в конструкции запирающего устройства, т.е. электромагнитного замка, выполненного по патенту РФ RU 2493345 С1, предусмотрен электромагнит.Но для штатного функционирования такого замка к электромагниту необходимо подвести соответствующее электропитание, т.е. для его штатного функционирования необходимо наличие вблизи от места его монтажа электрической сети или другого источника электрической энергии, и от электрической сети к электромагниту должна быть подведена отдельная электрическая линия. Если используется стандартная электрическая сеть 220 - 230 В / 50 Гц, то в электрической линии должно установлено дополнительное оборудование, как минимум - понижающий трансформатор или импульсный преобразователь напряжения, преобразователь переменного электрического тока в постоянный электрический ток и устройство включения/выключения электромагнита, посредством которого осуществляется перевод замка в одно из положений, т.е. в положение открытия или в положение закрытия.
Таким образом присутствие электромагнита в конструкции запирающего устройства накладывает ограничение по месту монтажа запирающего устройства, так как отсутствие электросети вблизи предполагаемого места монтажа запирающего устройства делает такой монтаж и применение запирающего устройства по патенту РФ RU 2493345 С1 нецелесообразными, а иногда и невозможными.
Есть еще один немаловажный аспект, на который следует обратить внимание, а именно: наш опыт эксплуатации вышеупомянутого запирающего устройства по патенту РФ RU 2493345 С1 показал, что оно неприменимо в качестве так называемых замков-невидимок, т.е. замков, присутствие и/или определение местоположения которых затруднительно, такие устройства еще называют замками скрытой установки. А применение замков-невидимок значительно снижает вероятность незаконного открытия запираемого объема. Этот недостаток в конечном итоге также обусловлен присутствием в конструкции запирающего устройства электромагнита, так как именно для его штатной работы необходимы наличие электрической сети, монтаж дополнительной электрической линии, применение дополнительного оборудования, что демаскирует запирающее устройство.
Кроме этого нужно понимать, что габаритные размеры электромагнитного замка задаются в том числе и размерами электромагнита, которые в свою очередь взаимосвязаны с его мощностью. Другими словами, существует взаимосвязь - чем мощнее электромагнит, тем больше его габаритные размеры и тем больше габаритные размеры электромагнитного замка. В этих условиях сделать замок миниатюрным в целях его скрытой установки практически невозможно.
Кроме этого, нужно понимать, что если электрическое питание электромагнита в запирающем устройстве по патенту РФ RU 2493345 С1 прекращается по той или иной причине, например в результате отключения электрической цепи или разрыва электрической линии, соединяющей электрическую сеть с электромагнитом, или в результате поломки одного из вышеупомянутых устройств дополнительного оборудования, установленных в электрической линии, то штатная работа запирающего устройства становиться невозможной, т.е. запирающее устройство выходит из строя, а если это произошло в тот момент, когда защитное устройство находится в положении закрытия, то открытие запирающего устройства становиться очень затруднительным до момента устранения неполадки, что очень неудобно для пользователя.
В основу настоящего изобретения положена задача создания магнитного запирающего устройства ригельного типа, конструкция которого позволила бы его монтаж в любых местах, в том числе и в местах, находящихся далеко от электрической сети, исключила бы необходимость устройства дополнительной электрической линии и монтажа какого-либо дополнительного оборудования, при этом запирающее устройство должно быть достаточно миниатюрным для его использования в качестве замка-невидимки.
Эта задача решена в магнитном запирающем устройстве ригельного типа, содержащем замок ригельного типа и средство для отпирания замка, при этом замок содержит ригель в виде стержня, на одном из концов которого образована головка, и ловитель ригеля, содержащий полый цилиндрический корпус, внутри которого установлен с возможностью осевого передвижения стопорный узел, содержащий втулку, в боковой стенке которой выполнены радиальные отверстия, в которых установлены с возможностью радиального передвижения стопорящие шарики, движение которых внутрь втулки приводит к захвату и удержанию головки ригеля в ловителе ригеля, и на которой закреплен постоянный магнит, при этом на стенке цилиндрического корпуса, с ее внутренней стороны, образован кольцевой выступ для радиального перемещения стопорящих шариков в полость втулки, а средство для отпирания замка содержит постоянный магнит, выполненный с возможность воздействия на втулку стопорного узла, которая под воздействием постоянного магнита перемещается в цилиндрическом корпусе, вызывая радиально-осевое передвижение стопорящих шариков, что приводит к высвобождению головки ригеля и его выходу из ловителя ригеля.
Обратите внимание на то, что по сути заявляемое магнитное запирающее устройство состоит из двух отдельных механически несвязанных между собой средств, а именно замка ригельного типа и средства для отпирания замка. В данной конструкции запирающего устройства электромагнит вообще не используется и все связанные с ним проблемы автоматически отпадают, т.е. нет необходимости в наличии электрической сети вблизи места монтажа запирающего устройства, нет необходимости в дополнительной электрической линии для питания электромагнита и нет необходимости в каком-либо дополнительном оборудовании. Для отпирания замка необходимо только средство для отпирания замка, содержащее постоянный магнит, периодически воздействующий на конструктивный элемент замка, движение которого в конечном итоге приводит к высвобождению ригеля и его выходу из ловителя ригеля, т.е. к переводу замка из положения закрытия в положение открытия. В данной конструкции замка таким элементом является втулка стопорного узла, так как именно ее движение, вызванное воздействием постоянного магнита, в конечном итоге приводит к высвобождению ригеля, в результате чего замок переходит в положение открытия. Понятно, что указанное воздействие постоянного магнита на втулку как правило носит периодический и очень кратковременный характер, так как для открытия замка необходимо очень короткое по времени воздействие, равное долям секунды.
Так как электромагнит исключен из конструкции замка, а также в монтаже отдельной линии питания электромагнита и в использовании каких-либо дополнительных устройств нет необходимости, то замок можно использовать в качестве замка-невидимки и его можно сделать более миниатюрным по сравнению с замком, содержащим электромагнит.
Такие негативные факторы как выход электрической сети из строя, обрыв линии питания, поломка дополнительного оборудования более никак не влияют на работу заявленного магнитного запирающего устройства, так как для его штатного функционирования нет необходимости в электрической сети, электрической линии и дополнительном оборудовании.
Втулка стопорного узла может быть выполнено по разному, например ее можно выполнить целиком из магнитопроводящего материала, например из магнитопроводящего металла, в частности из стали. Такое выполнение втулки гарантирует воздействие на нее постоянного магнита средства для отпирания замка.
Закрепленный на втулке постоянный магнит необходим, прежде всего, для подтянуть втулку в положение закрытия, при котором шарики захватывают головку ригеля. Кроме этого, воздействие постоянного магнита средства для открытия замка на втулку усиливается. В этом случае постоянные магниты, первый на втулке и второй в средстве для открытия замка, будут взаимно притягиваться, что вызовет движение втулки в стопорном узле в сторону постоянного магнита в средстве для открывания замка, как следствие этого происходит высвобождение ригеля из ловителя ригеля и переход замка из положение закрытия в положение открытия.
Возможно и другое выполнение втулки, на наш взгляд наиболее целесообразное, именно сделать втулку из пластмассы и прикрепить к ней постоянный магнит. В этом случае производство замка будет более технологично по сравнению с втулкой из металла. Кроме этого, выполнение втулки пластмассовой уменьшает вес и металлоемкость замка.
Выполнение полого цилиндрического корпуса из пластмассы также весьма полезно, так как такое выполнение корпуса приводит к улучшению технологичности изготовления замка, также уменьшается его вес и металлоемкость.
Было бы разумно чтобы средство для отпирания замка содержало бы полый корпус из пластмассы, при этом постоянный магнит средства для отпирания замка был бы закреплен в полости пластмассового корпуса.
Не менее разумным было бы выполнение полого пластмассового корпуса в виде цилиндрического тела, на торце котором сформирован дискообразный элемент. Такое выполнение средства для отпирания замка делает возможным его использование в качестве мебельной ручки, когда замок находится в положении открытия, что очень удобно для пользователя.
Все детали замка, за исключением полого цилиндрического корпуса и втулки, делают металлическими, как правило из стали.
Цилиндрический корпус и втулку, как это было отмечено выше, как правило, делают из пластмассы, а именно полиэтилена высокой плотности.
Постоянные магниты представляют собой самарий-кобальтовые (SmCo) магниты.
В дальнейшем заявленное изобретение, а именно магнитное запирающее устройство ригельного типа, будет более подробно описано со ссылками на прилагаемый чертеж, изображающий продольный разрез устройства, при этом замок находится в закрытом положении, т.е. головка ригеля находиться во втулке стопорного узла уловителя ригеля и средство для отпирания замка подведено к замку, чертеж изображает устройство с увеличением примерно в три раза.
Описываемое далее магнитное запирающее устройство ригельного типа предназначено для скрытой установки в подвижной деревянной дверце секретера, оно содержит механически не несвязанные между собой замок ригельного типа и средство для отпирания замка.
Замок ригельного типа содержит ригель 1 в виде стержня 2, на одном из концов которого образована головка 3. Кроме этого в замке есть ловитель 4 ригеля, содержащий полый по существу цилиндрический корпус 5, внутри которого установлен с возможностью осевого передвижения, т.е. вдоль оси А-А', стопорный узел 6.
Стопорный узел 6 содержит втулку 7, в боковой стенке которой выполнены радиальные отверстия, в которых установлены с возможностью радиального передвижения стопорящие шарики 8, движение которых внутрь втулки 7 приводит к захвату и удержанию головки 3 ригеля в ловителе 4 ригеля.
Ловитель 4 ригеля закреплен в дверце 9 секретера, для чего в дверце 9 секретера, с ее внутренней стороны, выполнено глухое отверстие, соответствующее габаритам и форме цилиндрического корпуса 5, и в конструкции замка предусмотрена монтажная пластина 10, выполненная как единое целое с полым цилиндрическим корпусом 5. Цилиндрический корпус 5 устанавливается в глухом отверстии дверцы 9 секретера и монтажная пластина 10 прикрепляется к дверце 9 секретера с ее внутренней стороны мебельными шурупами 11, как это показано на прилагаемом чертеже. Ригель 1 установлен в монтажном фланце 12, который прикрепляется к неподвижной детали 13 секретера. Для предотвращения выпадания втулки 7 из цилиндрического корпуса 5 в ходе монтажа ловителя 4 ригеля в дверце 9 секретера в полости цилиндрического корпуса 5 предусмотрено стопорное колечко 14. Средство для отпирания замка содержит постоянный самарий-кобальтовые (SmCo) магнит 15, установленный в полом пластмассовом корпусе 16. Полый пластмассовый корпус 16 выполнен в виде полого цилиндрического тела, на торце которого сформирована кольцеобразный элемент 17. Полость пластмассового корпуса 16 закрыта дискообразной пластмассовой заглушкой 18. Между постоянным магнитом 15 и дискообразной пластмассовой заглушкой 18 предусмотрен амортизирующая распорка 19 для надежной фиксации постоянного магнита 15 в пластиковом корпусе 15. В данном конкретном варианте выполнения втулка 7 целиком изготовлена из магнитопроводящего металла, а именно из стали 3. На втулке 7 закреплен постоянный самарий-кобальтовый (SmCo) магнит 20.
Как это раньше отмечалось втулка 7 может быть выполнена как из магнитопроводящего материала, так и из пластмассы.
В рассматриваемом варианте выполнения магнитного запирающего устройства ригельного типа полый цилиндрический корпус 5 и монтажная пластина 10 выполнены пластмассовыми из полиэтилена высокой плотности. Их также можно сделать металлическими, но такое изготовление увеличит вес и металлоемкость замка, что нежелательно.
Как это было отмечено выше на стенке полого цилиндрического корпуса 5 ловителя 4 ригеля, с ее внутренней стороны, образован кольцевой выступ 21 для радиального перемещения стопорящих шариков 8 в полость втулки 7. Кольцевой выступ 21 образован путем увеличения толщины стенки полого цилиндрического корпуса 5 в радиальном направлении. Другими словами путем изменения толщины стенки полого цилиндрического корпуса 5 достигается требуемый профиль кольцеобразного выступа 21. Профиль кольцеобразного выступа 21 выполнен таким образом, что при осевом движении (т.е. движении вдоль оси А-А') стопорного узла 6 стопорящее шарики 8, при контакте с кольцеобразным выступом 21, двигаются как в осевом так и в радиальном направлениях, что вызывает захват и удержание головки 3 ригеля в ловителе 4 ригеля. Следует отметить, что устройство кольцевого выступа 21 на внутренней поверхности полого цилиндрического корпуса 5 не является предметом обсуждения в рамках настоящей патентной заявки.
Заявляемое магнитное запирающее устройство ригельного типа работает нижеследующим образом.
В исходном состоянии втулка 7 замка ригельного типа может находиться в любом положении. При запирании замка стержень 2 ригеля с головкой 3 проходит во внутреннюю полость втулки 7, головка 3 упирается в постоянный магнит 20 со стороны внутренней полости втулки 7, в результате этого весь стопорный узел 6 перемещается в сторону стопорного колечка 14 и упирается в него, т.е. стопорное колечко 14 является ограничителем хода стопорного узла 6. При этом стопорящие шарики 8 сходят с кольцевого выступа 21 и свободно пропускают головку 3 ригеля 1 в полость втулки 7. Головка 3 ригеля оказывается внутри втулки 7 между шариками 8 и постоянным магнитом, другими словами ригель 1 улавливается ловителем 4 ригеля, так как обратный ход ригеля 1 становится невозможным из-за того, что втулка 7 немного перемещается от стопорного колечка, шарики накатываются на кольцевой выступ 21 и шарики 8 перемещаются в полость втулки 7, в результате этого головка 3 ригеля при обратном ходе упирается в шарики 8. Таким образом замок переходит в закрытое положение.
Для штатного отпирания замка нужно подвести к месту монтажа замка средство отпирания замка таким образом, чтобы постоянный магнит 15 средства отпирания замка воздействовал на втулку 7 стопорного узла 6 и на постоянный магнит 20, закрепленный на втулке 7. В этом случае магнитные потоки постоянного магнита 15 средства отпирания замка и постоянный магнит 20 на втулке 7 взаимодействуют между собой и весь стопорный узел 6 перемещается к стопорному колечку 14. В результате этого стопорящие шарики 8 скатываются с кольцевого выступа 21 и освобождают головку 3 ригеля. За счет этого ригель 1 под действием внешнего усилия свободно выходит из полости втулки 7, т.е. высвобождается из ловителя 4 ригеля. Таким образом замок переходит в положение открытия.
При нештатной попытке открыть замок (т.е. при взломе) изначально под внешним воздействием ригель 1 вместе со стопорным узлом 6 начинает смещаться в осевом направлении из втулки 7 до того момента, когда стопорящие шарики 8 не накатятся на кольцевой выступ 10. Как только стопорящие шарики 8 накатываются на кольцевой выступ 10, то стопорящие шарики 8 перемещаются по отверстиям втулки 7 в ее внутреннюю полость и зажимают головку 3 ригеля 1, не давая ригелю 1 выйти из уловителя 4 ригеля. При этом, чем большее внешнее усилие, прилагаемое злоумышленником к ригелю 1, тем сильнее головка 3 ригеля 1 зажимается стопорящими шариками 8.
Просим обратить внимание, что втулка 7 в этом случае механической нагрузки не несет, а выполняет исключительно роль, аналогичную роли сепаратора шарикового подшипника. Другими словами мы хотим подчеркнуть, что замена материала изготовления втулки с металла на пластмассу не привело к снижению надежность замка как в штатной так и во внештатной ситуациях.