ЗАМОК
LOCK

Область техники
Настоящее изобретение относится к замкам, оборудованным электрическим двигателем, в частности, изобретение имеет отношение к замку с двигателем для установки в двери аварийного выхода или пожарной двери.
Предшествующий уровень техники
Известно, что электрический двигатель используется в замках для того, чтобы отпирать и запирать замок, т.е. изменять запирающее состояние замка. Замки, оборудованные электрическим двигателем, часто упоминаются как замки с двигателем. Электрический двигатель может управляться, например, с помощью кнопки, связанной с замком, считывающим устройством управления доступа к замку рядом с замком или с центральным устройством запирания здания. Замок с двигателем может также быть оснащен цилиндром для ключа, позволяющим механически закрывать или открывать замок с помощью ключа. Может также иметься ручка, установленная и связанная с замком так, что она может поворачиваться и соединяться с остальной частью механизма замка только тогда, когда замок отрывается с помощью электродвигателя. Таким образом, замок с двигателем является удобным для использования при автоматизации дверей и электрическом управлении.
Известно, что шарообразная ручка двери аварийного выхода используется совместно с замком, установленным на двери аварийного выхода или на пожарной двери. Общим типом шарообразной ручки аварийного выхода является поворачивающаяся ручка, защищенная разбиваемым колпаком. После того как колпак разбит, замок может быть открыт поворотом ручки. Разрушение колпака обычно вызывает сигнал тревоги, который будет послан центру тревоги. Соответственно, в случае отсутствия электропитания замок может быть открыт с использованием шарообразной ручки аварийного выхода без применения обычной ручки замка, если таковая имеется. Замки с двигателем, оснащенные шарообразной ручкой, удобны для использования, включая те случаи, в которых дверь открыта обычно в течение времени, когда она должна быть открыта, и закрыта в другое время (вечерами, ночами, на уикендах), или когда есть устройство контроля доступа, связанное с дверью. Обычная конфигурация, в которой устанавливается замок с двигателем, оснащенный шарообразной ручкой аварийного выхода, имеет ручку для обычного использования и шаровую ручку для чрезвычайных ситуаций. Проблемой является то, что колпаки шаровых ручек аварийного выхода разбиваются злонамеренно, вызывая также ложную тревогу. Более того, у некоторых типов колпаков остается открытой, по крайней мере, часть шаровой ручки аварийного выхода, и пользователи могут случайно использовать шаровую ручку в обычных обстоятельствах.
Сущность изобретения
Цель изобретения состоит в том, чтобы устранить технические проблемы, описанные выше. Цель достигается посредством решения согласно п.1 формулы изобретения. Зависимые пункты раскрывают варианты конструкции более детально.
Замок 1 согласно изобретению включает засов 3, толкатель 6, функционально связанный с засовом 3 для управления положением засова, и приводной элемент 5. Приводной элемент связывается с толкателем, чтобы передать силу, поворачивающую приводной элемент к толкателю. Кроме того, замок включает электродвигатель 9, чтобы работать как источник мощности для изменения запирающего состояния замка. Толкатель 6 имеет поверхность передачи силы 19В.
Замок также включает вращающийся язычок защелки 8 с первой поверхностью сопряжения 19А и второй поверхностью сопряжения 18А, а также средства передачи силы/управления 11, 12, которые функционально связаны с электродвигателем 9 и функционально соединяются с язычком защелки 8. Первая поверхность сопряжения 19А язычка защелки 8 устанавливается так, чтобы войти в контакт с поверхностью передачи силы 19В, что позволяет ей управлять положением толкателя 6 с помощью электродвигателя через средства передачи силы/управления 11, 12. Вторая поверхность сопряжения 18А устанавливается в положении зацепления с приводным элементом 5, давая ему возможность управлять положением толкателя с помощью силы, поворачивающей приводной элемент.
Засов 3 замка может переводиться во внешнее или внутреннее положение электродвигателем. Кроме того, засов можно перевести во внешнее или внутренне положение, используя приводной элемент, когда язычок защелки 8 был переведен в положение зацепления, используя электродвигатель, то есть в положение управления приводным элементом, в котором он оказывается способным обеспечить силовую связь между приводным элементом и толкателем. При управлении электродвигателем замок удобен при обычном использовании. С помощью управления приводным элементом замок удобен для использования в случае аварийного выхода, в котором дверь может открываться с использованием ручки замка.
Отдельная шарообразная ручка для аварийного выхода не требуется. Контроль доступа может быть введен в действие как при обычном использовании, так и при использовании в случае аварийного выхода.
Из-за отключений электричества является предпочтительным, чтобы замок в соответствии с изобретением оснащался резервным источником питания 62. В этом случае замок 1 включает устройство запуска 64 и резервный источник питания 62 для электродвигателя 9, чтобы привести вторую поверхность сопряжения 18А в зацепление с приводным элементом 5, когда обычный источник питания для электродвигателя недоступен.
Краткое описание чертежей
Ниже изобретение описывается более подробно со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
на фиг.1 показан замок согласно изобретению с засовом в выпущенном положении и толкателем, управляемым двигателем;
на фиг.2 показан замок согласно фиг.1 с засовом в убранном положении и толкателем, управляемым двигателем;
фиг.3 иллюстрирует замок согласно фиг.1 с засовом в выпущенном положении и толкателем, управляемым приводным элементом;
фиг.4 иллюстрирует замок согласно фиг.1 с засовом в убранном положении и толкателем, управляемым приводным элементом;
на фиг.5 показан замок согласно фиг.1 с засовом в убранном положении и толкателем при длительном управлении им приводным элементом; и
фиг.6 иллюстрирует пример резервного внутреннего источника мощности для замка.
Описание изобретения
Фиг.1 иллюстрирует замок 1 в соответствии с изобретением. Засов 3 находится в выпущенном положении, то есть конец засова образует защитный выступ по отношению к лицевой пластине 2 замка.
Длина выхода засова относительно лицевой пластины может быть равна, например, 14 или 20 мм. Толкатель 6 управляется двигателем в положении, показанном на фиг.1.
В дополнение к засову замок 1 содержит толкатель 6, который функционально связан с засовом 3, для того чтобы управлять положением засова, и приводной элемент 5. Приводной элемент связан с толкателем для того, чтобы сообщить силу, поворачивающую приводной элемент к толкателю. Можно также иметь отдельные приводные элементы на обеих сторонах толкателя, один из которых имеет постоянную передаточную связь с толкателем, в то время как другой имеет подключаемую передаточную связь с толкателем. В этом случае используется разрезной валик вместо цельного валика.
В обычной установочной конфигурации приводной элемент соединяется с валиком, который далее связан с ручкой или другим поворачиваемым элементом. Таким образом, поворот ручки будет заставлять приводной элемент поворачиваться, и толкатель также будет поворачиваться, если он находится в зацеплении, чтобы иметь силовую передаточную связь с приводным элементом. Валик связан с центральным отверстием 4 приводного элемента.
Кроме того, замок также включает электрический двигатель 9, действующий как источник мощности, чтобы изменять запирающее состояние замка. Толкатель 6 также имеет поверхности передачи силы 19В, 19С.
Замок также включает поворачивающийся язычок защелки 8 с первой поверхностью сопряжения 19А и второй поверхностью сопряжения 18А, так же как средства передачи силы/управления 11, 12, которые функционально связаны с электродвигателем 9 и функционально связаны с язычком защелки 8.
Первая поверхность сопряжения 19А язычка защелки 8 может быть установлена так, чтобы войти в контакт с поверхностью 19В, 19С, которая позволяет ей управлять положением толкателя 6 с помощью электродвигателя посредством средств передачи силы/управления 11, 12. Вторая поверхность сопряжения 18А может быть приведена в зацепление с приводным элементом 5, позволяя ему управлять положением толкателя с помощью силы, поворачивающей приводной элемент.
Функциональное соединение толкателя 6 с засовом 3 выполнено, например, с помощью силового передаточного рычага 7. В этом случае толкатель имеет поверхность 22, через которую толкатель может быть соединен, чтобы иметь силовую передаточную связь с силовым передаточным рычагом. На фиг.1 силовой передаточный рычаг 7 установлен так, чтобы вращаться относительно опорного вала 24. Пружина 23 обычно устанавливается так, что она связана с опорным валом.
Функциональная связь между язычком защелки и электродвигателем 9 выполнена на фиг.1 посредством управляющей поверхности 20 язычка защелки. Управляющая поверхность может быть приведена в контакт со средствами передачи силы/управления 11, 12, которые в свою очередь функционально связаны с электродвигателем 9.
В примере, проиллюстрированном на фигуре, средство передачи силы/управления включает шестерню 11, с которой связано колесо контакта 12, чтобы обеспечить контакт с управляющей поверхностью 20 язычка защелки. В примере внешний край шестерни 11 является зубчатым. Электродвигатель 9 на фиг.1 включает червячный винт 10, резьба указанного винта введена в зацепление с зубцами шестерни 11.
Язычок защелки 8 в соответствии с примером включает шарнирное устройство 13, которое образует опорный вал язычка защелки. Шарнирное устройство может быть штифтом на язычке защелки, который может быть посажен в отверстие замка 1 или толкателя 6, или, наоборот, в некотором случае отверстие имеется в язычке защелки, а штифт находится на корпусе замка или толкателя. Даже в том случае, когда язычок защелки 8 может быть непосредственно подвешен на корпусе замка, является предпочтительным, чтобы язычок защелки подвешивался шарнирно на толкателе, как показано на фиг.1-5.
Является предпочтительным, чтобы вращение язычка защелки относительно опорного вала язычка защелки было обеспечено надежным образом. Одним из методов обеспечения надежности является то, что замок включает пружинное устройство 14А, чтобы поворачивать управляющую поверхность 20 язычка защелки по направлению к средствам передачи силы/управления 11, 12. Также является предпочтительным, чтобы пружинное устройство 14А было устроено так, чтобы поворачивать вторую поверхность сопряжения 18А язычка защелки по направлению к приводному элементу 5. Когда язычок защелки подвешивается на толкателе, является предпочтительным, чтобы то же самое пружинное устройство 14А также поворачивало толкатель 6 по направлению к лицевой пластине 2 замка, как показано на фиг.1-5. Как можно видеть на фиг.1, опорная поверхность 21 присоединена к корпусу замка, и толкатель останавливается на ней. Использование опорной поверхности уменьшает нагрузку, воздействующую на средства передачи силы 11, 12 посредством пружинного устройства.
В примере на фиг.1-5 пружинное устройство 14А включает первую опору 15, присоединенную к корпусу замка, вторую опору 16, присоединенную к толкателю, третью опору 17, присоединенную к язычку защелки, и пружину 14, поддерживаемую указанными опорами. Пружинное устройство может быть, естественно, устроено иначе. Например, первая опора 15 может быть присоединена к толкателю, в этом случае пружинное устройство не поворачивает толкатель. В данном случае требуется другое пружинное устройство, чтобы гарантировать, что толкатель вращается. На фиг.1-5 формы пружины 14 и толкателя 6, скрытые другими частями, показаны пунктирными линиями.
Язычок защелки может быть спрофилирован многими различными способами. В примере, проиллюстрированном на фигурах, язычок защелки 8 включает первую часть кулачка, имеющую указанную управляющую поверхность 20, а вторая часть кулачка имеет указанную вторую поверхность сопряжения 18А. Первая поверхность сопряжения 19А, вторая поверхность сопряжения 18А и управляющая поверхность 20 располагаются в различных секторах относительно опорного вала язычка защелки 8. Если язычок защелки подвешивается прямо на корпусе замка, формы защелки являются другими.
В примере, проиллюстрированном на фигурах, силовая передаточная поверхность толкателя, на которую ссылались выше, является поверхностью 19В конца винта, связанного с толкателем, или поверхностью 19С выступа в толкателе. Выступом может быть, например, штифт. Другими словами, силовая передаточная поверхность может быть устроена по выбору между двумя вариантами. Выбор зависит от того, используется ли выход засова на 20 мм или на 14 мм. Когда винт формирует поверхность передачи силы 19В, выход составляет 20 мм. Когда выступ формирует поверхность передачи силы 19С, выход составляет 14 мм. Так, на фиг.1-5 засов выходит на 20 мм из лицевой пластины 2.
Если корпус замка предназначен только для засова определенной длины, поверхность передачи силы может быть устроена только посредством выступа толкателя, винтом или другой подходящей поверхностью толкателя. Расположение подходящей поверхности также зависит от выполнения язычка защелки.
На фиг.1 толкатель 6, управляющий засовом, управляется электродвигателем с помощью средств передачи силы 11, 12 и язычка защелки 8. Когда электродвигатель приводится в действие так, что засов 3 выпускается наружу из корпуса замка с использованием толкателя 6, результат этого состояния показан на фиг.2. Электродвигатель повернул шестерню 11 так, что контактное колесо 12 продвинулось к толкателю и одновременно выдвинуло язычок защелки, который, в свою очередь, выдвинул толкатель, чтобы повернуться к задней секции замка. Толкатель, повернутый к задней секции, повернул передаточную пластину 7, которая, в свою очередь, потянула засов 3 внутрь замка.
Как можно видеть на фиг.1 и 2, подходящее профилирование толкателя может быть использовано, чтобы достичь меньшей задержки передачи силы от электродвигателя к толкателю. Режим работы с меньшей задержкой будет достигнут тогда, когда управляющая поверхность язычка защелки находится напротив средств передачи силы/управления 11, 12, а первая поверхность сопряжения 19А находится напротив поверхности передачи силы 19В толкателя, в то время как засов не управляется двигателем.
Таким образом, можно утверждать, что когда засов 3 является выпущенным, управляющая поверхность 20 язычка защелки устанавливается так, чтобы быть напротив средств передачи силы/управления 11, 12 в положении язычка защелки 8, определенном посредством управления электродвигателем 9. Кроме того, поверхность передачи силы 19В толкателя может быть установлена напротив первой поверхности сопряжения 19А язычка защелки 8, когда язычок защелки находится напротив средств передачи силы/управления 11, 12.
На фиг.3 электродвигатель приводится в действие так, что засов 3 выпущен, а толкатель управляется приводным элементом. Электродвигатель повернул шестерню 11 так, что контактное колесо 12 продвинулось в противоположном направлении по сравнению с фиг.1 и 2, одновременно позволяя язычку защелки повернуться относительно его опорного вала. Вращение язычка защелки обеспечено с помощью пружинного устройства. Вторая поверхность сопряжения 18А повернутого язычка защелки находится в положении связи с управляющей поверхностью 18В приводного элемента. Когда ручка, связанная с приводным элементом (или другим поворачиваемым элементом, присоединенным к валику) поворачивается, поверхность сопряжения 18В приводного элемента образует силовую передаточную связь со второй поверхностью сопряжения 18А язычка защелки. В этом случае ручка также поворачивает язычок защелки, и толкатель присоединен к язычку защелки. На фиг.3 и 4 язычок защелки связан с толкателем посредством шарнира 13, а на фиг.4 засов втягивается под управлением приводного элемента. Используя другой тип шарнира, соединение язычка защелки с толкателем под управлением приводного элемента может быть также достигнуто иначе. Например, указанные поверхности передачи силы 19В, 19С толкателя могут быть использованы для создания соединения.
На фиг.5 толкатель находится под непрерывным управлением приводным элементом. Непрерывное управление приводным элементом достигается посредством винта 25, который присоединен к толкателю 6. Приводной элемент 5 имеет выступ, который расположен напротив винта 25, когда приводной элемент поворачивается. На фиг.5 засов втягивается при непрерывном управлении приводным элементом.
Замки с электродвигателем имеют электрический привод/устройство электропитания 610. Задачей привода/устройства электропитания является управление работой электродвигателя. Источником мощности является электрическая сеть, внешняя к замку. Для того чтобы отпереть замок аварийной двери, когда питание отсутствует, замок должен управляться приводным элементом. Однако возможно, что нормальное электропитание замка прервано, в то время как замок управляется двигателем. Таким образом, для этой ситуации должен быть резервный источник питания. Предпочтительно, чтобы резервный источник питания находился внутри замка.
Фиг.6 иллюстрирует пример устройства резервного источника питания внутри замка. Одновременно фиг.6 является более детальной иллюстрацией привода/устройства электропитания 610. Устройство содержит устройство запуска 64 и резервный источник питания 62 для электродвигателя 9, чтобы перемещать вторую поверхность сопряжения 18А язычка защелки в положение соединения с приводным элементом 5, когда нормальный источник питания электродвигателя недоступен. В этом случае состояние запирания замка может управляться приводным элементом 5.
Устройство обычно имеет трансформатор 61 постоянного тока, чтобы преобразовать внешнее электрическое напряжение в напряжение, подходящее для работы замка. Блок управления 63 выполняет операции переключения электрического тока по отношению к двигателю 9. Устройство запуска 64, в свою очередь, приводит в действие блок управления 63 в ответ на внешние сигналы (датчика, кнопки, центрального управления или других таких сигналов). Таким образом, устройство запуска 64 включает связи с внешней по отношению к замку средой, чтобы управлять электродвигателем 9.
Резервный источник мощности 62 предпочтительно включает конденсатор 65, который можно зарядить, используя обычный источник мощности в течение нормальной работы, и который может разряжаться под управлением устройства запуска 64, когда обычный источник мощности недоступен. В примере на фиг.6 трансформатор постоянного тока служит источником мощности для блока управления 63 в течение нормальной работы. В течение нормальной работы трансформатор постоянного тока также служит источником зарядного тока для конденсатора 65. Зарядный ток течет через первый диод 66 и резистор 67 к конденсатору. Устройство запуска 64 отслеживает, работает ли трансформатор постоянного тока как нормальный источник мощности. В период отключения электротока трансформатор постоянного тока больше не работает как источник мощности, а устройство запуска обнаруживает это. В этом случае устройство запуска управляет управляющим блоком так, чтобы электроэнергия, заряженная в конденсатор, разряжалась через второй диод 68 и блок управления на электродвигатель, переключая управление замком на управление приводным элементом. Конденсатор не должен разрядиться прежде, чем замок не переключится на управление приводным элементом. Предпочтительно, чтобы конденсатор был так называемым суперконденсатором.
В замке согласно изобретению засов находится либо во внутреннем положении, т.е. внутри корпуса замка, либо во внешнем положении, образуя защитный выступ. Засов устроен так, чтобы быть наглухо закрытым, когда он находится в выпущенном положении, т.е. засов не будет перемещаться внутрь корпуса замка посредством надавливания на засов. Таким образом, замок наглухо закрыт, когда засов выпущен, и дверь находится в раме дверного проема. В течение отключения электричества замок переключается на управление приводным элементом, и замок можно отпереть, используя ручку. Когда дверь закрыта, засов непосредственно не возвращается в наглухо закрытое состояние, так как это не позволило бы двери стать заблокированной в дверном проеме. Использование вспомогательного засова позволяет блокирующему главному засову перемещаться в наглухо закрытое положение, когда дверь находится в раме дверного проема. Такое использование вспомогательного засова известно, так что оно не описано более подробно в тексте и на фигурах. Таким образом, замок выполняет регламентный набор для пожарных дверей, согласно которому дверь при закрытии должна быть блокированной в раме дверного проема.
Замок согласно изобретению не требует отдельной ручки запасного выхода и колпака; замок может быть открыт обычной ручкой также и в аварийных ситуациях. Это будет устранять вандализм по отношению к колпаку и ложные тревоги.
Замок также удобен для использования с дверной автоматикой (автоматическое открытие или закрытие двери). Дверь, оборудованная замком согласно изобретению, работает обычно вместе с дверной автоматикой и одновременно служит пожарной дверью. Замок также удобен для использования в связи с контролем доступа. В дополнение к обычной работе контроль доступа может быть активизирован в аварийных ситуациях, позволяя свободный выход через дверь, оборудованную замком согласно изобретению, но блокируя вход без разрешенного права доступа.
Относительно нормальной работы замок в соответствии с изобретением также предлагает комфорт пользователю. Поскольку засов замка может быть приведен в действие полностью электродвигателем при обычной работе, нет необходимости поворачивать ручку. Таким образом, после управления двигателем (т.е. обращения к системе управления, надавливания кнопки управления) дверь можно открыть простым толчком или потянув ее.
В дополнение к воплощениям, упомянутым выше, замок согласно изобретению может быть также осуществлен другими средствами. Таким образом, ясно, что любое воплощение изобретения может быть осуществлено в рамках изобретательской идеи.