ДВЕРНОЙ ЗАМОК
DOOR LOCK

Изобретение относится к дверному замку, содержащему корпус замка, оснащенный передней пластиной и язычком двойного действия. Язычок может быть передвинут возвратно-поступательным прямолинейным перемещением между отведенным положением и запирающим положением, выступая из корпуса замка.
Электрически управляемый дверной замок часто использует соленоид или другой привод, чтобы управлять запорным средством в замке, чтобы фиксировать язычок в запорном положении. В запорном положении язычок находится снаружи, другими словами, выступает из корпуса замка. Соленоид также используется, чтобы освобождать запорное средство из запорного положения, что позволяет язычку перемещаться внутрь корпуса замка в отведенное положение.
В решениях предшествующего уровня техники соленоид или другой привод функционально соединен с запорной деталью, которая может перемещаться так, что она фиксирует язычок в запорном положении. В обычном выполнении запорная деталь соединена с сердечником соленоида, и используется пружина, чтобы располагать сердечник выступающим наружу из соленоида. Когда соленоид обесточен, пружина удерживает запорную деталь в запорном положении, и когда соленоид находится под током, соленоид стремится передвинуть запорную деталь из запорного положения против усилия пружины.
Пружина должна быть достаточно прочной, чтобы надежно удерживать запорную деталь в запорном положении. Это, в свою очередь, означает, что соленоид должен быть достаточно мощным для перемещения запирающей детали против усилия пружины.
Когда дверь закрыта и замок находится в закрытом состоянии, уплотнения между дверью и дверной рамой стремятся прижать болт-фиксатор к накладной пластине в дверной раме. В случае язычка двойного действия, язычок также стремится протолкнуться в корпус замка, другими словами, он давит на запорную деталь, управляемую соленоидом.
Эти внешние усилия противодействуют усилию соленоида или другого привода, когда соленоид приводится в действие, чтобы передвинуть запирающую деталь из запирающего положения.
Таким образом, соленоид или другой привод должны быть достаточно мощными, чтобы управлять запорной деталью. Если соленоид/привод слишком слабой мощности, это будет вызывать нарушения в работе замка, такие как нежелательные закрытые состояния.
Выходные двери также часто оснащаются механическим приводом, таким как стержень, который должен открывать дверь. Этот стержень называется стержнем запасного выхода. Стержень запасного выхода используется надавливанием его вниз, чтобы освободить закрытое состояние замка. Будучи приводом, стержень также толкается к двери, особенно в экстренном случае. Это может накладывать большую нагрузку между накладной пластиной и язычком. Следовательно, усилие, передаваемое от привода замку, может быть довольно большим, что может вызвать заедание запорных деталей замка и привести к ненадежной работе.
Задачей изобретения является уменьшение электрической энергии, необходимой корпусу замка для управления замком, и, одновременно, использование привода малой мощности, такого как соленоид, желательно, чтобы работа замка была надежной также, когда используются механические приводы, такой как стержень запасного выхода. Задачи будут достигнуты, как описано в пункте формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения описывают различные варианты выполнения замка согласно изобретению.
Передача внешнего усилия на запирающую деталь уменьшена, что уменьшает потребность в энергии электрического привода. Влияние внешнего механического усилия на работу запирающей детали меньше. Уменьшение внешнего усилия организовано в двух этапах передачи. На первом этапе передачи передаваемое усилие уменьшается, используя клиновидную деталь, которая находится в контакте, передающем усилие, с рычагом. Второй этап передачи состоит из различных усилий рычага в различных точках рычага. Рычаг имеет запирающую поверхность, которая может быть расположена так, чтобы контактировать с запирающей деталью.
Далее, изобретение описано более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, где
Фиг.1 демонстрирует пример дверного замка согласно изобретению с язычком снаружи,
Фиг.2 демонстрирует пример дверного замка согласно изобретению, показанный с передней стороны передней пластины,
Фиг.3 демонстрирует пример дверного замка согласно изобретению с язычком, перемещающимся внутрь,
Фиг.4 демонстрирует пример дверного замка согласно изобретению с язычком, находящимся полностью внутри,
Фиг.5A-5D демонстрируют пример клина согласно изобретению,
Фиг.6 демонстрирует пример опорной детали клина дверного замка согласно изобретению,
Фиг.7A-5C демонстрируют пример запирающей детали,
Фиг.8 демонстрирует пример запирающей детали и плунжерный элемент сердечника соленоида в корпусе замка,
Фиг.9 демонстрирует запирающую деталь и плунжерный элемент сердечника соленоида.
На Фиг.1 представлен пример дверного замка согласно изобретению. Дверной замок содержит корпус 3 замка, оснащенный передней пластиной 2, корпус замка имеет язычок 4, который может передвигаться возвратно-поступательным прямолинейным перемещением между отведенным положением и запирающим положением, выступая из корпуса замка, через отверстие 5 язычка (Фиг.5) в передней пластине 2. Язычок 4 содержит корпусную часть 6, и в варианте выполнения Фиг.1, две детали 7 язычка. Язычок 4 подпружинен по направлению к упомянутому выступающему положению. Дверной замок 1 дополнительно содержит запорное средство 8, которое может быть передвинуто в запорное положение, в котором оно препятствует перемещению язычка двойного действия из выступающего положения в отведенное положение в корпусе 3 замка. Замок в этом варианте выполнения также содержит соленоид 9 для управления запорным средством.
Дверной замок также обычно содержит другое средство управления для управления запорным средством. Замок может иметь вспомогательный язычок 16 и/или средство 17 управления шпинделем. Вспомогательный язычок препятствует перемещению язычка в запирание, когда дверь открыта, но позволяет это, когда дверь открыта. Средство 17 управления шпинделем содержит, например, корпус цилиндра, ручку и/или круглую ручку. Соединение от средства распределительного вала и вспомогательного язычка к запирающей детали 15 внутри запорного средства просто обозначено пунктирной линией. Таким образом, в этом варианте выполнения, Фиг.1, запирающая деталь может управляться соленоидом 9, вспомогательным язычком 16 и средством распределительного вала.
Замок также может быть выполнен с возможностью воспринимать управление от стержня запасного выхода. В этом случае очень большие внешние усилия могут передаваться на запорное средство замка. Это произойдет, например, если стержень запасного выхода одновременно толкается, накладывая большое усилие между накладной пластиной в дверной раме и болтом-фиксатором. Это усилие стремится толкать язычок двойного действия в корпус замка, что может привести к заеданию запорного средства.
На Фиг.2 представлен вариант выполнения дверного замка согласно изобретению, показанный с передней стороны передней пластины. Из фигуры видно, что в этом варианте выполнения край отверстия 5 язычка имеет выступы 18, которые требуются для деталей 7 язычка, используемых в этом варианте выполнения. Некоторые типы язычков двойного действия могут также конечно использоваться согласно изобретению.
Запорное средство содержит клин 10 между корпусной частью 6 язычка и корпусом 3 замка. Клин выполнен с возможностью перемещения перпендикулярно прямолинейной траектории язычка.
Запорное средство также содержит запирающую деталь 15 и рычаг 11, содержащий точку 12 опоры, опорную поверхность 13 и запирающую поверхность 14.
Рычаг 11 шарнирно поддерживается на корпусе 3 замка в точке 12 опоры. Опорная поверхность 13 выполнена с возможностью взаимодействия с клином 10.
Опорная поверхность 13 и запирающая поверхность 14 могут поворачиваться рычагом относительно точки 12 опоры между положением наружного поворота рычага по направлению к передней пластине и положением внутреннего поворота по направлению к заднему краю корпуса замка. Запирающая поверхность 14 располагается дальше от точки 12 опоры, чем опорная поверхность 13. Рычаг 11 подпружинен по направлению к положению наружного поворота.
Запирающая деталь 15 может перемещаться к запирающей поверхности 14, чтобы фиксировать рычаг и клин в запорном положении, в этом запорном положении рычаг 11 находится в положении наружного поворота, и опорную поверхность 13 против клина 10, и клин зажат между корпусом 6 язычка и корпусом 3 замка.
На Фиг.1 представлен замок с язычком 4 наружу и запорное средство 8 в запорном положении. На Фиг.3, язычок 4 передвинут немного внутрь корпуса 3 замка. На Фиг.4 язычок находится полностью внутри корпуса замка, другими словами, в отведенном положении. На Фиг.3 и 4, запорная деталь 15 перемещается в открытое положение, в котором она не препятствует перемещению других запорных деталей в отведенное положение.
На Фиг.5A-5D представлен вариант выполнения клина 10. Клин 10 содержит первый 19 и второй 20 скошенные поверхности, перпендикулярные прямолинейной траектории язычка. Угол между скошенными поверхностями выходит на опорную поверхность 13 рычага. Корпус 6 язычка содержит первую противоположную поверхность 21 для первой скошенной поверхности, и корпус замка содержит вторую противоположную поверхность 22 для второй скошенной поверхности.
Когда запорная деталь 15 перемещается в открытое положение, и причем дверь открыта, язычок 4 стремится толкать внутрь под давлением накладной пластины. При использовании язычка двойного действия одна из деталей 7 язычка поворачивается в том же направлении, что и другая деталь 7 язычка, делая скошенные поверхности деталей язычка совпадающими. Накладная пластина в дверной раме давит на эту скошенную поверхность, тогда как одновременно толкает язычок в корпус замка. На Фиг.3 видно, как одна из деталей язычка повернулась, и клин отодвигается от траектории язычка.
Это вызывается первой противоположной поверхностью 21, толкающей первую скошенную поверхность 19 клина. В это время клин скользит по второй противоположной поверхности 22 в корпусе замка. Вторая скошенная поверхность 20 клина располагается напротив второй противоположной поверхности 22.
В то время как клин скользит от траектории язычка, клин давит на опорную поверхность 13 рычага, и рычаг 11 стремится повернуться относительно точки 12 опоры. Опорная противоположная поверхность 23 для опорной поверхности рычага расположена на клине.
Внешнее усилие, которое толкает язычок 4 внутрь корпуса замка, разделено на различные составляющие в клине и в рычаге.
Передача внешнего усилия запирающей поверхности 14 рычага может поддерживаться незначительной. Клин и его соединения с другими частями составляют первый этап передачи, на котором внешнее усилие, наложенное на корпус 6 язычка, может быть уменьшено от 0,6 до 0,8 раза на опорной поверхности 13 рычага. Оставшаяся часть внешнего усилия направляется через вторую скошенную поверхность 20 к корпусу 3 замка. Второй этап передачи состоит из различных усилий рычага в различных точках рычага 11. Вследствие внешнего усилия рычаг стремится повернуться относительно точки 12 опоры по направлению к задней части корпуса замка. Так как составляющая внешнего усилия на опорной поверхности 13 рычага ближе к точке 12 опоры рычага, чем запирающая поверхность 14 рычага, то меньшее усилие требуется на запирающей поверхности, чтобы удерживать рычаг 11 в желаемом положении в сравнении с составляющей усилия на опорной поверхности 13. Второй этап передачи уменьшает внешнее усилие от 0,2 до 0,4 раза на запирающей поверхности 14. Оба этапа передачи совместно уменьшают внешнее усилие от 0,12 до 0,32 раза. Множители передачи зависят от реализации варианта выполнения согласно изобретению.
На Фиг.3 видно, что расположение соединения между клином 10 и рычагом 11 относительно точки 12 опоры рычага зависит от положений клина и рычага. Взаимодействие между опорной поверхностью 13 рычага и клином 10 устроено так, что в некотором положении, после того как клин передвинулся от траектории язычка, влияние опорной поверхности 13, противодействующей перемещению клина, уменьшено. Это достигается тем, что опорная противоположная поверхность 23 клина является криволинейной поверхностью и что опорная поверхность рычага выполнена с возможностью всегда располагаться перпендикулярно опорной противоположной поверхности 23. Таким образом, расстояние между вектором составляющей усилия, оказывающим воздействие на опорную поверхность 13 рычага и на точку 12 опоры рычага, зависит от положения рычага. Расстояние вектора составляющей усилия оказывает воздействие на величину множителя передачи на втором этапе передачи. На практике, очевидно, что усилие, противодействующее направленному внутрь перемещению язычка, изначально велико, когда язычок располагается снаружи. Противодействующее усилие, очевидно, уменьшается, когда язычок передвинулся немного внутрь корпуса замка. Фиг.3 демонстрирует такую ситуацию, в которой опорная поверхность 13 рычага переместилась мимо кривизны на противоположной опорной поверхности 23, вследствие чего множитель передачи изменился.
В некотором положении, когда язычок 4 толкает внутрь корпуса замка, клин 10 перемещается совершенно от прямолинейной траектории язычка, позволяя язычку перемещаться в отведенное положение без помехи со стороны первой противоположной поверхности 19. В это время язычку позволяется перемещаться в отведенное положение, продемонстрированное на Фиг.4. Когда усилие, толкающее язычок внутрь, прекратится, чтобы дать результат, пружина толкает язычок из корпуса замка.
Так как этапы передачи, по существу, уменьшают действие внешнего усилия на запирающую поверхность 14 рычага - то есть, на запирающую деталь 15 - более надежно перемещать запирающую деталь в желаемое положение по сравнению с ситуацией, в которой внешнее усилие окажет влияние на запирающую деталь как таковую. Соленоиду или другому приводу не требуется быть слишком мощным, что означает, что корпус замка может включать в себя более маленький и менее дорогой соленоид или другой привод. Корпус замка может также быть меньше, делая простой установку замка в стесненных местах. Следовательно, электрический ток, требуемый соленоидом/приводом, может также быть меньше.
В настоящем варианте выполнения опорной поверхностью 13 рычага является выступ, и опорной противоположной поверхностью 23 клина является выемка. Опорной поверхностью предпочтительно является круглая поверхность. Выступ с круглой поверхностью может быть удобно создан так, что к рычагу 11 прикреплен ролик с возможностью вращения и его наружная поверхность является упомянутой круглой поверхностью. Выемка 23 на клине предпочтительно имеет форму такую, что круглая поверхность 13 контактирует с клином независимо от положения рычага 11. Конечно, также возможно, что соединение между рычагом и клином выполнено как-либо иначе. Вращающийся ролик может быть прикреплен к рычагу, и криволинейная опорная поверхность может быть на рычаге.
Предпочтительно размещать запирающую поверхность 12 рычага на конце рычага, что обеспечивает наибольшую длину действия рычага относительно точки 12 опоры рычага. Запирающая поверхность может быть, например, поверхностью среза. Предпочтительно, чтобы запирающая поверхность была радиальна валу, образованному опорой 12.
Предпочтительно размещать вторую противоположную поверхность 22 в корпусе замка, используя опорную деталь 24 клина. Опорная деталь клина прикреплена к корпусу замка. Вторая противоположная поверхность 22 также может быть выполнена непосредственно в корпусе замка, но использование опорной детали клина является предпочтительным для простоты изготовления. В зависимости от других частей замка опорная деталь клина может быть выполнена различных форм. На Фиг.6 представлен вариант выполнения опорной детали 24 клина. Вариант выполнения клина на Фиг.5A-5C содержит базовую часть 25, которая располагается на противоположной стороне опорной детали 24 клина относительно верхней части 26, содержащей опорную противоположную поверхность. Промежуточная часть 27, которая содержит первую 19 и вторую 20 скошенную поверхность, соединяет базовую часть и верхнюю часть. Вторая скошенная поверхность 20 располагается против второй противоположной поверхности 22.
На Фиг.7A-7C представлен вариант выполнения запирающей детали 15. Запирающая деталь содержит пластину 28, сторона 29 которой может быть расположена против запирающей поверхности. В этом варианте выполнения запирающая деталь содержит ролик 30, шарнирно поддерживаемый на корпусе замка, который содержит упомянутую пластину. Сторона предпочтительно является криволинейной. Конечно, более традиционная запирающая деталь, которая непосредственно присоединена к сердечнику соленоида, может быть использована в замке согласно изобретению.
На Фиг.8 показаны положения частей запирающего средства относительно друг друга. На фигуре показано, что клин 10 расположен против корпуса 3, а ролик рычага своей опорной поверхностью 13 размещается в выемке рычага против опорной противоположной поверхности 23. На Фиг.9 показан подшипник 31 ролика 30, используемого в качестве запирающей детали, так же как плунжерный элемент 32 сердечника соленоида. Плунжерный элемент этого варианта выполнения содержит два винта 33, каждый из которых расположен так, что соленоид способен использовать его, чтобы вращать ролик 30 относительно оси, образованной подшипником с прямолинейным перемещением сердечника соленоида.
Даже хотя замок в примере, описанном выше, оснащен соленоидом, он может быть заменен каким-либо другим приводом таким, как электромотор, пьезоэлектрический мотор или интеллектуальным металлическим приводом. Интеллектуальным металлическим приводом может быть, например, так называемый MSM (Магнитно-управляемая память формы), устройство, основанное на управляемом магнитном поле. Магнитное поле может управляться электричеством. Другой возможностью является то, что замок согласно изобретению не имеет привода вовсе. Стержень запасного выхода может быть присоединен к замку согласно изобретению. Поскольку запорное средство уменьшает воздействие внешнего усилия до запирающей детали, замок надежен, даже если усилие, передаваемое замку вследствие работы стержня запасного выхода, было больше.
Отметим, вариант выполнения согласно изобретению может быть достигнут многими различными решениями. Таким образом, очевидно, что изобретение не ограничивается примерами, упомянутыми в этом тексте.
Следовательно, любой патентоспособный вариант выполнения может входить в объем идеи изобретения.