СИСТЕМА ЗАМЫКАНИЯ ДВЕРИ С ДАТЧИКОМ УСИЛИЯ
SYSTEM OF DOOR CLOSURE WITH FORCE SENSOR

[0001] Это изобретение, сделанное в области систем замыкания, предназначено для одной и более дверей, с одним дверным полотном, имеющей минимум один передвижной запорный элемент, приемник запорного элемента (при этом, по меньшей мере, один запорный элемент в закрытом состоянии системы замыкания входит внутрь в приемник запорного устройства), датчик усилия, подающий в ответ на усилие, производимое на дверь, измеряемый сигнал и передает его на анализатор, (при этом анализатор переводит систему замыкания в зависимости от предельного значения измеренного сигнала из первого во второй режим работы, например, из режима «Блокировка» в режим «Разблокировка»). Область применения данного изобретения распространяется также на системы дистанционного открывания замков без применения ключа Keyless-Entry-System при управлении доступом в помещение. Кроме того, изобретение предназначено для управления системой замыкания одной и более дверьми с одним дверным полотном, имеющей минимум один передвижной запорный элемент, приемник запорного элемента (при этом, по меньшей мере, один запорный элемент в закрытом состоянии системы замыкания входит внутрь в приемник запорного элемента).
[0002] В области высококачественных дверных запоров имеется повышенная потребность в оснащении их высоким комфортом открывания. Это касается, в частности, уменьшения трудозатрат пользователя при предъявлении права на доступ в данное помещение и при открывании двери. Таким образом, необходимые ранее действия ключом и дверной ручкой для разблокировки системы замыкания воспринимаются ненужными. В этой связи, следуя предписанием DE 19808686 С2, в систему замыкания устанавливается датчик, который позволяет обнаруживать начало и конец процедуры открывания, и после обнаружения этого действия обеспечивает запорное устройство с помощью электрической энергии. Для того чтобы, в частности, облегчить интегрирование замка в систему дверных запоров, следует согласно DE 20311878 U1 расположить в дверном полотне датчик, отслеживающий движение
дверной ручки, чтобы в случае движения дверной ручки запустить разблокировку расположенного со стороны дверной коробки замка с помощью радиосигнала.
[0003] Одновременно также желательны повышенная устойчивость системы замыкания в случае попытки взломать дверь и возможность обнаружения такой попытки взлома. В связи с этим используется, например, DE 4138078 А1 электромагнитная система блокировки с поворотным электромагнитным корпусом. Путем смещения этого корпуса переключатель запускает акустический сигнал тревоги. Сравнительно сложно встроенная система блокировки DE 4138078 А1 позволяет, впрочем, только обнаруживать момент открывание двери. Равноценная интеграция этих двух противоречащих друг другу требований пользователя (повышенный комфорт при открывании двери и одновременно повышение прочности) в систему замыкания двери является трудной в том отношении, что, например, система замыкания с повышенной защитой от попыток взлома регулярно требует больших усилий пользователя по разблокировке и/или блокировке. Особенно проблематичным в такой системе замыкания является надежное разграничение между правомочным открыванием и попыткой взлома или других манипуляций, при которых должен включаться сигнал тревоги. Попытка противопоставить этому обстоятельству повышенную восприимчивость системы замыкания к обнаружению попыток взлома ведет к регулярному запуску ошибочных тревог, что воспринимается пользователями такой системы замыкания как помеха.
[0004] Поэтому целью изобретения было создать такую систему замыкания, которая будет обладать высоким комфортом открывания, будет достаточно легко монтироваться и с высокой точностью будет отличать правомочное открывание от попытки взлома с приведением в действие сигнала тревоги.
[0005] В этом изобретении встроенная система блокировки имеет датчик усилия, который при усилии на дверь подает сигнал, передавая его на анализатор, при этом анализатор переключает систему замыкания в зависимости от предельного значения измеренного сигнала из первого во второй режим работы, например, из режима «Блокировка» в режим «Разблокировка». В этой новой системе могут использоваться различные типы запорных элементов: такие как, например, блокировочные электромагниты, силовые электромагниты, моторные фиксаторы, блокаторы сдвига, поворотные ручки, а также задвижки дверных замков. Следующие замечания в отношении запора дверного замка распространяются также на другие запорные элементы. При открывании двери человек тянет дверь на себя или прикладывает усилие давления. При этом сила, действующая на дверь (и на дверное полотно), измеряется и анализируется датчиком усилия, при этом управление блокировкой осуществляется на основании результатов анализа режима работы системы замыкания. Вследствие изменения воздействующей на дверь (на дверное полотно) силы или сил может последовать изменение режима эксплуатации системы замыкания, либо анализатор на основании сгенерированного датчиком усилия сигнала выдаст решение, переключаться из первого рабочего режима во второй, или нет. Воздействующие на дверь и, в частности, на дверное полотно силы в свете данного изобретении включают такие нагрузки, которые действуют в направлении или против направления открывания двери на дверь или, в частности, на дверное полотно. При этом размеру предельного значения измеряемого сигнала уделяется особое внимание, так как таким образом регулируется минимальная сила, поступающая от датчика усилия, для осуществления переключения системы замыкания с первого рабочего режима на второй. Таким образом, становится возможным подбор размера предельного значения измеряемого сигнала для того, чтобы действующие на дверное полотно ветровые нагрузки не привели к переключению. В такой конструкции предусматривается предельное значение сигнала, при превышении которого происходит переключение.
[0006] Под первым и вторым рабочими режимами в дальнейшем следует понимать, в частности, режим «Заблокировано» и режим «Разблокировано» системы замыкания, причем система замыкания в режиме «Заблокировано» недоступна для прохода или заблокирована, а в режиме «Разблокировано» возможно открывание двери. Согласно замыслу этого изобретения, рабочий режим системы замыкания оказывается под влиянием и управляется воздействующей на дверь и, в частности, на дверное полотно силой. Предусмотренный анализатор принимает с этой целью от датчика усилия сгенерированный сигнал, который воздействует на дверь (дверное полотно). Через интенсивность сигнала анализатор в закрытом состоянии системы замыкания различает необходимость переключения системы замыкания с действующего, например, первого рабочего режима во второй рабочий режим. Для максимально хорошего выполнения индивидуальных требований анализатор обычно программируется, причем специально предельное значение измерительного сигнала, при превышении которого система замыкания переключается из первого во второй рабочий режим, может подгоняться под личные требования, под свойства двери (дверного полотна), локальное расположение системы замыкания, как, например, при входе в здания или при переходе между двумя помещениями. В свете данного изобретения, например, может подаваться сигнал о намерении движения путем нажатия на дверь и, в частности, на дверное полотно в направлении открывания двери. Если измеряемая датчиком усилия нагрузка, действующая на дверное полотно, превышает предельное значение сигнала, система замыкания переключается, например, из режима «Заблокировано» в режим «Разблокировано» или «Открыто» и может открыться вследствие обычного нажатия, если находится в режиме «Открыто». Приведенные далее примечания в отношении дверного полотна могут быть распространены, согласно данному изобретению, также и на дверь грузовых транспортных средств.
[0007] Согласно данному изобретению, все типовые подходящие для измерения усилия датчики усилия подходят для измерения или определения силы, действующей на дверь и надверное полотно. Сюда включены, например, тензодатчики, датчики давления рабочего тела пневматической подвески и также пьезоэлектрические датчики усилия. Решающим для выбора подходящего датчика усилия является, согласно данному изобретению, занимаемое ими место в пространстве. Таким образом, наиболее подходящими датчиками усилия для интеграции в систему замыкания данного изобретения являются такие, которые занимают относительно небольшую площадь в пространстве. Это в особенности касается пьезоэлектрических датчиков усилия. Закрепление датчиков усилия осуществляется обычным способом, например, путем наклеивания, привинчивания и т.д. Позиционирование датчика усилия в дальнейшем осуществляется в определенном месте в системе замыкания, в местах, где происходят изменения нагрузочных сил на дверь и, в частности, на дверное полотно. Учет измерения усилия означает, в частности, обнаружение и измерение нагрузочных сил/нагрузок или изменений сил/изменений нагрузки на дверь и, в особенности, на дверное полотно с помощью датчика силы.
[0008] Решение задачи удается осуществить теперь согласно данному изобретению вследствие того, что система замыкания для обнаружения действующих переменных нагрузок на дверь и, в частности, на дверное полотно определяет минимум одну нагрузку, которая попадает на датчик усилия в закрытом режиме системы замыкания с заданной начальной нагрузкой. Нагрузки в данном изобретении включают при этом, в частности, силы, действующие на определенные элементы конструкции. Под действующими на дверь и на дверное полотно переменными нагрузками следует понимать силы, которые в различных направлениях помещения ориентировано воздействуют на дверь и, в частности, на дверное полотно. Это касается в особенности нагрузок, которые действуют в направлении открывания и закрывания двери, а также в противоположных направлениях в закрытом состоянии системы замыкания на дверь и дверное полотно. Под начальной нагрузкой в данном изобретении следует понимать такую силу, которая в качестве стандартного усилия воздействует на датчик усилия путем сформированного соответствующим образом нагрузочного средства. Нагрузка датчика усилия начальной нагрузкой способствует тому, что в случае, когда ни переменная нагрузка, ни другая внешняя нагрузка или усилие, например, в направлении открывания или в направлении закрывания дверного полотна не действуют, датчик усилия получает от нагрузочного средства необходимую начальную нагрузку. Датчик усилия стандартно нагружен в спокойном состоянии закрытой двери усилием начальной нагрузкой. Таким образом, данная форма конструкции позволяет, например, определять негативные или позитивные усилия, которые воздействуют в направлении открывания на дверь и на дверное полотно в закрытом состоянии системы замыкания. Это типично для ситуации, когда дверь трясут. Средство нагрузки осуществляет в закрытом нормальном состоянии системы замыкания непрерывное усилие на датчик усилия. Для начальной нагрузки датчика усилия задается, в частности, нагрузка упругого элемента или нагрузка эластомера, как, например, через уплотнение двери от соответствующих упоров, которые в закрытом состоянии двери оказывают давление на датчик усилия или воздействуют на него.
[0009] Обычно имеется в наличии регулирующее устройство, посредством которого регулируется начальная нагрузка, осуществляемая минимум одним средством нагрузки на датчик усилия. Регулирующее устройство вместе с тем позволяет варьировать оказываемую на датчик усилия начальную нагрузку, вследствие чего достигается необходимое соответствие системы замыкания отдельным условиям окружающей обстановки. Так, например, имеются достаточно значительные различия в оказываемых на дверь и дверное полотно нагрузках между системами замыкания, которые представлены, с одной стороны, внутри зданий и, с другой стороны, в области допуска к зданиям или в местах, подвергающихся сильной ветровой нагрузке. Такое регулирующее устройство закрепляется винтами, вследствие чего может варьироваться напряжение пружины действующего на упор упругого элемента.
[0010] Оказывается, что система замыкания с анализатором, который переключает систему замыкания в закрытое состояние в зависимости от понижения нижнего предельного значения измерительного сигнала или от превышения верхнего предельного значения измерительного сигнала из первого рабочего режима во второй, особенно надежно управляет переключением из первого во второй рабочий режим. У данной предпочтительной формы исполнения имеется соответственно область измерительных сигналов, внутри которой анализатор не изменяет рабочий режим системы замыкания, и внутри которой, например, не происходит переключения из состояния «Заблокировано» в состояние «Разблокировано». Эта область измерительного сигнала ограничивается одним нижним предельным значением измерительного сигнала и одним верхним предельным значением измерительного сигнала. Как только анализатор устанавливает, что производимый датчиком усилия измерительный сигнал покинул область измерительных сигналов и находится вне верхнего или нижнего предельных значений измерительных сигналов ограниченной области измерительных сигналов, или выше верхнего предельного значения измерительного сигнала, или ниже нижнего предельного значения измерительного сигнала, система замыкания переключается из первого во второй рабочий режим. Эта особая форма исполнения считается особенно подходящей для обнаруживаемых датчиком усилий переменных нагрузок, потому что, как в случае с превышением области измерительного сигнала, например, при негативной нагрузке или при нажатии на закрытую дверь против направления открывания, так и при превышении области измерительного сигнала, например, при позитивной нагрузке или в случае, если тянуть закрытую дверь в направлении открывания, система замыкания с помощью анализатора переключается из первого во второй рабочий режим.
[0011] В особенно предпочтительной форме исполнения, в соответствие с духом изобретения системы замыкания предусматривается предельное значение сигнала тревоги, при превышении которого анализатор переключает систему замыкания в аварийное состояние. При такой форме исполнения анализатор решает по дополнительно генерируемому датчиком усилия сигналу, переключать или нет систему замыкания в аварийное состояние. Аварийное состояние означает в данном изобретении проведение мероприятий, которые сигнализируют попытку взлома/манипуляций в системе замыкания и соответственно противодействуют этому. При этом речь идет об акустическом сигнале в непосредственной близости от двери или так называемой тихой тревоги, которая показывает аварийное состояние в случае взлома центрального замка. Альтернативно или дополнительно можно в аварийном состоянии задействовать мероприятия, которые противодействуют неправомочному открыванию дверей. Это могут быть, например, такие процессы запирания двери, которые вызывают полное запирание дверей и тем самым противодействуют насильственному открыванию системы замыкания. Для того чтобы система замыкания при ежедневном использовании не переключалась в аварийное состояние, предельное значение тревоги находится, как правило, выше предельного значения измерительного сигнала. Для переключения системы замыкания в аварийное состояние интенсивность измерительного сигнала превышает предельное значение измерительного сигнала, после превышения которого система замыкания переключается из первого во второй рабочий режим. Только если выявленные датчиком усилия нагрузки в своей интенсивности измерительного сигнала дополнительно находятся также вне предельного аварийного значения, система замыкания в заключение переключается в аварийное состояние.
[0012] Альтернативно к предельному значению сигнала тревоги в следующей предпочтительной форме исполнения предусматривается область измерительных сигналов, далее описываемая также как область аварийных измерительных сигналов, при превышении или уменьшении которой анализатор переключает систему замыкания в аварийное состояние. Преимуществом данной формы исполнения является то, что аварийное состояние может вызываться как усилиями, оказываемыми на дверь в направлении открывания двери, так и усилиями, оказываемыми на дверь против направления открывания двери, а также как позитивными, так и негативными нагрузками. Как правило, в дальнейшем область измерительного сигнала находится в пределах области аварийного измерительного сигнала, при освобождении которого анализатор переключает систему замыкания из первого рабочего режима во второй. Таким образом, анализатор переключает систему замыкания как при позитивных нагрузках, так и при негативных нагрузках в случае выхода сигнала из области измерительного сигнала из первого рабочего режима во второй. Если оказываемая на дверное полотно позитивная или негативная нагрузка продолжает возрастать, система управления полностью переключает систему замыкания в аварийное состояние в случае, когда интенсивность измерительного сигнала также выходит за пределы области аварийного измерительного сигнала. Чувствительность системы замыкания для срабатывания аварийного состояния может при этом устанавливаться по ширине интервала измерительного сигнала и подгоняться под индивидуальные заданные величины.
[0013] В предпочтительной форме исполнения датчик усилия расположен со стороны дверной коробки. Установка датчика усилия со стороны дверной коробки удобна в том отношении, что не потребуется никаких дополнительных кабелей в дверном полотне. Дополнительное оснащение этой специальной замочной системой очень просто и не требует многочисленных затрат. При этом возможно позиционирование расположенного со стороны дверной коробки датчика усилия во всех областях дверной коробки, которые защищены дверным полотном в закрытом состоянии двери, и датчик усилия сможет обнаруживать оказываемые на дверное полотно нагрузки.
[0014] Альтернативным решением также является интеграция датчика усилия в дверной замок и, в частности, в замочный ригель и/или замочную дверную ручку. Преимуществом данной формы исполнения является то, что манипуляции с дверным замком могут выявляться особенно хорошо. При этом возможно расположить датчик усилия на минимально подвижном запорном элементе, как, например, на замочном ригеле или замочной дверной ручке таким образом, чтобы нагрузка усилия датчика усилия в закрытом состоянии двери смогла задействовать приемное устройство запорного элемента. Дополнительно возможно также расположить датчик усилия на замочном ригеле и также следующий датчик усилия на замочной дверной ручке. Это комбинированное расположение двух датчиков усилия сделает возможным надежное обнаружение различных манипуляций именно в дверном замке.
[0015] Предпочтительно располагать датчик усилия на петле двери. Петля двери и дверные шарниры должны содействовать по возможности свободному от помех поворачиванию двери и объединять дверную коробку с дверным полотном. Также при такой форме исполнения существует преимущество того, что не нужна дорогостоящая дополнительная прокладка кабеля в дверном полотне. Сверх того, петли двери, как правило, являются компактными и тяжело доступными элементами конструкции, что значительно усложняет манипуляции на датчике усилия.
[0016] Следующим предпочитаемым расположением датчика усилия является пластина личинки замка. Пластина личинки замка - это плоская листовая сталь с минимум одной выемкой или углублением, в которое может вставляться подвижный запорный элемент, как, например, замочный ригель или замочная дверная ручка, в которую может устанавливаться минимум одно приемное устройство в закрытом состоянии системы замыкания. Интеграция датчика усилия в пластину личинки замка является преимуществом этого изобретения еще и потому, что пластина личинки замка системы замыкания может быть относительно легко заменена. Таким образом, пластина личинки замка с датчиком усилия и, в частности, с интегрированным датчиком усилия особенно подходит для дополнительного оснащения имеющейся системы замыкания, соответствующей духу изобретения и оснащенной датчиком усилия.
[0017] Кроме того, возможно в дальнейшем в избранном исполнении удастся размещать датчик, определяющий прилагаемое усилие на дверь в заблокированном состоянии, на магнитном держателе. Магнитные держатели в области систем замыкания обычно служат для дополнительного блокирования дверей. Для этого магнитные держатели оснащают магнитным элементом, например по принципу электромагнита, который обычно крепится на дверной коробке. На дверном полотне предусматривается пластина противоположной полярности или подобное средство, которое в закрытом состоянии удерживает дверь напротив магнитного держателя. В случае применения электромагнита может, например, посредством включения магнитного держателя происходить притягивание закрепленной на дверном полотне пластины противоположной полярности и, таким образом, производиться дополнительное замыкание двери или удержание двери в закрытой позиции. С точки зрения данного изобретения предпочтительным является размещение датчика усилия между контактными поверхностями магнита, расположенными друг к другу, и пластиной противоположной полярности. Благодаря производимой силе притяжения магнитного держателя и пластины противоположной полярности можно изящным способом подать определенную нагрузку на датчик прилагаемого усилия без применения дополнительных средств. Такое исполнение отличается особенно высокой функциональностью и простым построением.
[0018] В дальнейшем предпочитается размещать датчик усилия на дверном полотне. Расположение датчика усилия на дверном полотне осуществляется предпочтительно таким образом, чтобы датчик усилия располагался в той части дверного полотна, которая в закрытом состоянии примыкает со стороны двери к дверной коробке. Такое исполнение хорошо приспособлено для доработок благодаря простоте установки.
[0019] И наконец, предпочтительно наличие открывателя, причем датчик прилагаемого усилия интегрируется в открывателе. Данное исполнение имеет преимущества, так как в этом случае можно отказаться от дополнительных проводов ввиду того, что в открывателе уже есть возможность подключения устройства анализа данных и датчика усилия. Кроме того, осуществимым для этого особого исполнения является компактное построение изобретенной системы замыкания. При этом датчик усилия располагается на открывателе таким образом, что в закрытом состоянии двери встроенный запорный элемент влияет на датчик усилия в направлении открытия или закрытия двери.
[0020] С точки зрения изобретения возможно комбинирование нескольких датчиков усилия в изобретенной системе замыкания. Таким образом, в каждом конкретном случае может быть достигнута повышенная надежность функционирования системы замыкания. При этом датчики усилия могут также специально применяться в различных областях или в различных местах системы замыкания для соизмеримого захвата нагрузки и, в частности, для изменяемой нагрузки.
[0021] С помощью изобретения также достигается цель посредством системы дистанционного открывания замков без применения ключа (Keyless-Entry-System), используемой для управления доступом к двери в помещение, которой располагает изобретенная система замыкания в выше перечисленных исполнениях. Основной принцип работы так называемой Keyless-Entry-System основывается на концепции, когда управление дверью осуществляется без ключа системы замыкания, на основании обрабатываемого системой замыкания запроса пользователя. Изобретенная система Keyless-Entry-System охватывает модуль приема-передачи, который служит для отсылки сигнала запроса и приема сигнала идентификации. Для подтверждения права доступа желающий войти обычно имеет транспондер (передатчик), который после получения сигнала запроса его раскодирует и, в случае позитивной идентификации, отправляет идентификационный сигнал. Этот сигнал принимается модулем приема-передачи и оценивается посредством модуля управления, который, например, может быть интегрирован в анализатор. В случае подтверждения права на доступ дверь в помещение открывается, и желающие могут войти. Дверь в помещение в рамках данного изобретения включает двери, которые используются для доступа в помещения зданий, как например, офисные помещения, жилые помещения, места входов и т.д.
[0022] Таким образом, показательным для системы Keyless-Entry-System является использование системы замыкания без ключа. Для отсылки сигнала-запроса через модуль приема-передачи в рамках данного изобретения предусмотрено управление сигналом-запросом посредством датчика прилагаемого усилия, который создает сигнал измерения в зависимости от приложенной к двери и, в частности, дверной панели воздействующей силы, а также передает данные на анализатор; при этом анализатор переключает систему замыкания системы Keyless-Entry-System в закрытом состоянии, в зависимости от предельного значения сигнала измерения, из состояния «Заблокировано» в состояние «Разблокировано». В рамках этого изобретения воздействие давления на дверь и, в частности, на дверное полотно желающего войти позволяет активировать отсылку сигнала-запроса и тем самым начать процесс идентификации вплоть до открытия двери. Это исполнение отличается особо высокой надежностью функционирования, так как, с одной стороны, датчик приложенного усилия может быть скрыт в системе замыкания так, чтобы попытки манипуляций значительно усложнились. С другой стороны, желающий войти освобождается от процесса открывания двери посредством ключа. Тем самым особенно повышается удобство эксплуатации изобретенной системы Keyless-Entry-System.
[0023] Задача изобретения решается также посредством процесса управления состоянием системы замыкания, при котором система замыкания имеет, по меньшей мере, одну дверь и, в частности, дверное полотно с как минимум одним двигающимся запорным элементом, а именно, с задвижкой дверного замка или запорным устройством, при котором как минимум один запорный элемент, предпочтительно со стороны дверного замка, в закрытом состоянии системы замыкания входит в приемное запорное устройство, имеет датчик прилагаемого усилия, а также анализатор, при котором система замыкания в закрытом состоянии может переключаться в первое или второе рабочее состояние, что охватывает следующие этапы:
- создание датчиком усилия измерительного сигнала в зависимости от приложенного усилия;
- перенаправление измерительного сигнала на анализатор;
- сравнение измерительного сигнала с как минимум одним предельным значением измерительного сигнала или диапазоном предельных значений измерительного сигнала;
- переключение системы замыкания из первого рабочего состояния во второе рабочее состояние при превышении измерительным сигналом предельных значений измерительного сигнала или при наличии сигнала вне диапазона предельных значений измерительного сигнала.
Изобретенным процессом предусмотрено объединение отсылки сигнала-запроса посредством модуля приема-передачи с созданием измерительного сигнала, зависящего от прилагаемого усилия, посредством датчика усилия. Такой процесс показывает отличную надежность функции, так как проявление воли желающего вручную войти пространственно отделено от создания соответствующего сигнала, что, в конце концов, решает отсылка сигнала-запроса.
Такое пространственное разделение представляет также дополнительную особенность изобретенного процесса, так как значительно уменьшается количество ошибочных рассылок сигнала-запроса или манипулятивных действий. Процесс в рамках данного изобретения в дальнейшем отличается тем, что измерительный сигнал, зависящий от прилагаемого усилия, перенаправляется на анализатор. Измерительный сигнал, зависящий от прилагаемого усилия, находится в прямой зависимости от силы, приложенной к дверному полотну. Процесс создания производственных состояний и установки предельных величин/диапазонов предельных величин был описан выше.
[0024] Для решения задачи в рамках процессов данного изобретения после идентификации образца характерного измерительного сигнала или при превышении значения инициации сигнализации измерительным сигналом, анализатор производит переключение системы замыкания в состояние тревоги. Образцы измерительного сигнала возникают при обычном наборе движений, как, например, толчок заблокированной двери. Такой процесс особенно надежно обнаруживает неправомерные попытки доступа.