МАГНИТНАЯ ЗАЩЕЛКА
MAGNETIC LATCH

Изобретение относится к бытовой технике, а именно к защелкам, содержащим постоянные магниты или ферромагниты, и может найти применение в различных областях деятельности человека, в частности в быту, производстве и др., для сцепления (фиксации) и расцепления подвижных и неподвижных частей объекта, например крышек, люков, дверей шкафов, створок окон и др.
Известен магнитный замок, содержащий постоянный магнит, установленный с возможностью взаимодействия с ответной ферромагнитной частью.
Известный замок недостаточно удобен в пользовании, так как в нем присутствует постоянная магнитная сила притяжения, которую необходимо преодолевать путем больших усилий для расцепления с ферромагнитной частью (патент США N 3468576, кл. E05С 19/16, 1963).
Известен магнитный замок, содержащий постоянный магнит, установленный с возможностью взаимодействия с ответной ферромагнитной частью, причем ответная часть выполнена в виде электромагнита, магнитный поток которого взаимодействует с потоком постоянного магнита, при этом при открывании замка поток электромагнита направлен навстречу потоку постоянного магнита (патент РФ №2019661, МПК: Е05С 19/16 - прототип).
Указанный замок работает следующим образом.
В закрытом состоянии замка цепь катушки разомкнута. Для открытия замка возбуждают катушку. При этом ее поток направлен навстречу потоку постоянного магнита и замок открывается. При сближении частей объекта, магнитопровод и магнит взаимно притягиваются. При этом цепь катушки разомкнута. Процесс закрытия замка можно форсировать, если возбудить катушку с изменением полярности ее выводов. После закрытия замка цепь катушки размыкается. В замке подключение обмотки к источнику постоянного напряжения осуществляется нормально разомкнутым контактом кнопочного выключателя, соединенным последовательно с нормально замкнутым контактом концевого выключателя. Контакт выключателя размыкается после открытия замка.
Для форсировки замыкания замка, изменяют полярность обмотки электромагнита. Это осуществляется контактами другого кнопочного выключателя. После замыкания замка форсировка выключается, например, другим нормально разомкнутым контактом концевого выключателя.
Основными недостатками является значительная сложность конструкции, значительные габариты и вес, шум при работе, недостаточно эстетичный внешний вид.
Задачей предложенного технического решения является устранение указанных недостатков и создание магнитной защелки с улучшенным дизайном и бесшумной работой запорных элементов.
Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенной магнитной защелке, содержащей постоянные магниты, установленные внутри ее рабочей и ответной части с возможностью взаимодействия своими магнитными полями между собой и возможностью перемещения относительно друг друга при открывании/закрывании защелки, согласно изобретению, упомянутая рабочая часть содержит запорный элемент защелки, взаимодействующий с элементами конструкции ответной части, при этом упомянутые магниты в исходном незапертом состоянии защелки в начальный период времени слабо взаимодействуют/не взаимодействуют между собой, а затем, при расположении рабочей части в непосредственной близости от ответной, взаимодействуют между собой одноименными полюсами, при этом в полностью закрытом состоянии защелки упомянутые магниты взаимодействуют между собой разноименными полюсами, причем смена полюсов взаимодействия упомянутых магнитов осуществляется путем фазового перехода.
В варианте исполнения, магнитная защелка содержит двустороннюю ручку для открывания, механически связанную с запорным элементом защелки.
В варианте исполнения, магнитная защелка содержит двустороннюю ручку для открывания, механически связанную с запорным элементом защелки, при этом ручка механически связана с кулачковым многорычажным механизмом.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана общая схема магнитной защелки (далее - защелки), на фиг. 2 показано поперечное сечение магнитной защелки в момент, когда элементы защелки находятся на расстоянии друг от друга и магниты не взаимодействуют/слабо взаимодействую между собой, на фиг. 3 показано поперечное сечение магнитной защелки в момент, когда элементы защелки находятся в непосредственной близости друг от друга и магниты начинают взаимодействовать между собой одноименными полюсами (отталкивание), защелка находится перед границей фазового перехода - в положении «ОТКРЫТО», запорный элемент задвинут, на фиг. 4 показано поперечное сечение магнитной защелки в момент, когда элементы защелки находятся в непосредственной близости друг от друга и магниты взаимодействуют между собой разноименными полюсами (притягивание) - защелка находится за границей фазового перехода, в конечном состоянии - «ЗАКРЫТО», запорный элемент выдвинут, на фиг. 5 показано продольное сечение магнитной защелки в сборе с механизмом отпирания, запорный элемент защелки в выдвинутом положении, состояние «закрыто), на фиг. 6 показано продольное сечение защелки в сборе с механизмом отпирания, запорный элемент защелки в задвинутом положении, состояние - «открыто»).
Стрелками на фигурах обозначены направления силы взаимодействия между магнитами, направления вращения и направления перемещения.
Магнитная защелка содержит постоянный магнит 1 основания и дополнительный постоянный магнит 2, установленные в неподвижной ответной части 3 и рабочей подвижной части 4 соответственно. Постоянный магнит 1 установлен с возможностью взаимодействия своими магнитными потоками с рабочей подвижной частью защелки 4, выполненной с возможностью перемещения относительно указанного постоянного магнита 1 при открывании/закрывании защелки. Рабочая подвижная часть 4 содержит запорный элемент 5 защелки, взаимодействующий с элементами конструкции 3 ответной части защищаемого объекта, в которой размещен упомянутый постоянный магнит 1, и содержит дополнительный постоянный магнит 2. Упомянутые магниты 1 и 2 в исходном незапертом состоянии защелки не взаимодействуют/слабо взаимодействуют между собой одноименными полюсами, при этом в закрытом состоянии защелки упомянутые магниты взаимодействуют между собой разноименными полюсами, и притягиваются друг к другу, причем смена полюсов взаимодействия упомянутых магнитов осуществляется путем фазового перехода.
Запорный элемент 5 выполнен с возможностью вращения вокруг своей оси 6 и при помощи тяги 7 взаимодействует с кулачком 8, установленным на оси 9 ручки для открывания 10.
Для закрытия защелки на ключ используется встроенный в ручку 10 замок (не показан и не обозначен) или замок, установленный на дверь дополнительно.
Одним концом тяга 7 взаимодействует с запорным элементом 5 защелки, а другим - с рычагом 11, установленным с возможностью качания на оси 12. На другом конце рычага 11 установлен толкатель 13, взаимодействующий с кулачком 8, расположенным на оси 9 ручки 10. Рабочий механизм защелки располагается в профилированном отверстии 14, выполненном в рабочей подвижной части 4.
Работа защелки рассмотрена в случае ее применения для закрывания двери, при этом основание установлено в дверной коробке, а ответная часть - в двери.
Предложенная магнитная защелка в сборе с механизмом отпирания работает следующим образом.
Механизм работы защелки основан на взаимодействии двух магнитов - дополнительного постоянного магнита 2 рабочей подвижной части 4 и постоянного магнита 1 ответной неподвижной части 3. Дополнительный постоянный магнит 2 находится внутри запорного элемента 5 защелки, а постоянный магнит 1 основания - внутри ответной части, закрепленной неподвижно на элементах ответной неподвижной части 3 защищаемого объекта, например, в дверной коробке. В данном случае магниты 2 и 1 расположены одноименными полюсами друг к другу и сначала отталкиваются друг от друга, а затем резко притягиваются. Данный принцип получил название фазового перехода, суть которого заключается в следующем. При перемещении одного магнита относительно другого, расположенных одноименными полюсами друг к другу, вначале между магнитами возникает сила отталкивания, а затем - сила притяжения.
Переход между отталкиванием и притягиванием происходит молниеносно, что позволяет с высокой точностью выдвинуть запорный язычок в нужный момент времени - когда дверь находится в полностью закрытом состоянии. Такая точность исключает люфты и зазоры между дверью и дверной коробкой в закрытом состоянии, а так же позволяет избежать стуков и щелчков при закрывании. Процесс срабатывания защелки происходит совершенно беззвучно.
Основание ответной части защелки с постоянным магнитом 1 устанавливают в дверной коробке, а подвижную часть защелки с дополнительным постоянным магнитом 2 и запорным элементом 5, устанавливают в двери, в профилированном отверстии 14.
Для закрытия магнитной защелки, и, соответственно, закрытия двери, дверь подводят к ее месту в дверной коробке, которое она занимает в закрытом положении. Дополнительный постоянный магнит 2 при этом перемещается в непосредственной близости от магнита ответной части 1 и взаимодействует с ним своим магнитным полем. За счет чего упомянутые магниты 2 и 1, расположенные одноименными полюсами друг к другу, в первоначальный момент времени отталкиваются друг от друга, а затем притягиваются. Переход между отталкиванием и притягиванием происходит молниеносно, что позволяет с высокой точностью выдвинуть запорный элемент 5 защелки, взаимодействующий с элементами конструкции защищаемого объекта, в данном случае - с дверной коробкой, в нужный момент времени - когда дверь находится в полностью закрытом состоянии. При необходимости, дверь может быть дополнительно зафиксирована замком, расположенным внутри штатной дверной ручки или дополнительно установленным на дверь замком (не показаны).
Открытие защелки осуществляется при нажатии на ручку 10. В этом случае, кулачок 8, установленный на оси ручки 9, проворачивается вокруг своей оси вращения, воздействует на толкатель 13, расположенный на одном конце рычага 11 и перемешает его. Толкатель 13 смешается от своего исходного положения и вращает вокруг оси вращения 12 рычаг 11. Конец рычага 11, связанный с тягой 7, также перемещается и тянет тягу 7 к оси защелки, преодолевает при этом силы притяжения магнитов 1 и 2 и выводит запорный элемент 5 защелки, взаимодействующий с элементами конструкции защищаемого объекта, в данном случае- с дверной коробкой, из зацепления. Магниты 1 и 2 начинают отталкиваться друг от друга, тем самым, прижимая запорный элемент 5 к рабочей части 4. Дверь из закрытого состояния переводится в открытое.
Далее, при необходимости, процесс закрывания/открывания повторяется.
Использование предложенного технического решения позволит создать магнитную защелку, применение которой обеспечивает следующие преимущества:
беззвучную работу механизма защелки из-за отсутствия механического контакта при закрывании двери;
- малые (30-35 градусов) углы поворота дверной ручки при открывании двери;
- высокую точность работы, что обеспечит отсутствие постукиваний двери относительно дверной коробки во время сквозняка;
- возможность установки, при необходимости, дверных доводчиков с малой силой доводки, т.к. при закрывании двери не нужно прилагать никаких усилий, дверь закрывается беззвучно и без усилий;
- сохранение прочности дверного полотна из-за малой глубины паза под установку защелки;
- универсальность - данную магнитную защелку можно использовать с любой штатной дверной ручкой или установить вместо существующей защелки с аналогичными размерами;
- оригинальный внешний вид и дизайн защелки, так как нет выступающих частей, которые во время эксплуатации приобретают потертости, следы эксплуатации и за которые цепляется одежда.