ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ЗАМОК
ELECTROMAGNET LOCK

Электромагнитный замок относится к области охранной техники, в частности к запирающим устройствам, управляемым средствами электронной техники, и может быть использован для запирания дверей помещений для исключения возможности несанкционированного доступа и, кроме того, обеспечивает возможность доступа при пропадании питания.
Известен электромагнитный замок, содержащий корпус цилиндрический, втулку заднюю, втулку переднюю, втулку запорную, фланец передний, шток, кольцо запорное, шайбу запорную, ось ригеля, электромагнит с сердечником, расположенным внутри катушки электромагнита с возможностью перемещения, цилиндрическую возвратную пружину, цилиндрическую запорную пружину, ригель, накладку, пластину с отверстием для ригеля, причем на внутренней поверхности задней части корпуса выполнена проточка, в которую установлено кольцо запорное, в передней части корпуса в диаметральной плоскости выполнены два продольных паза, в которые установлена ось ригеля, на передней торцевой поверхности корпуса закреплена накладка, имеющая прямоугольное отверстие для ригеля, одна из сторон которого параллельна оси, отверстие катушки электромагнита выполнено в виде двух участков, заднего участка - с отверстием большего диаметра, и переднего участка - с отверстием меньшего диаметра, в задний участок катушки электромагнита установлена втулка задняя, выполненная в виде цилиндра с фланцем, причем наружный диаметр цилиндра равен большему диаметру отверстия катушки, а внутренний диаметр - меньшему диаметру отверстия катушки, наружный диаметр фланца равен внутреннему диаметру корпуса, причем наружная поверхность фланца примыкает к кольцу запорному, а внутренняя - к задней щеке катушки, у передней щеки катушки электромагнита установлен фланец передний, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру корпуса, а диаметр отверстия - меньшему диаметру отверстия катушки, одна боковая поверхность фланца переднего примыкает к передней щеке катушки, а на второй боковой поверхности выполнена проточка, в которую установлен один конец цилиндрической пружины возвратной, втулка передняя выполнена в виде цилиндра с фланцем, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру корпуса, на внутренней поверхности фланца выполнена проточка, в которую установлен второй конец цилиндрической пружины возвратной, отверстие цилиндрической части втулки передней имеет участок большего диаметра, равного диаметру отверстия фланца, и участок меньшего диаметра, равного диаметру штока, в участке большего диаметра установлена с возможностью перемещения втулка запорная, длина которой равна длине участка большего диаметра, выполненная в виде стакана, в который одним концом закреплен шток, установленный с возможностью перемещения в участке меньшего диаметра цилиндрической части втулки передней, на другом конце штока выполнен участок меньшего диаметра, на конце которого сделана проточка, в которую установлена шайба запорная, сердечник электромагнита выполнен в виде втулки, наружный диаметр которой равен диаметру отверстия втулки задней, а отверстие сердечника содержит два участка, один - диаметром, равным меньшему диаметру штока, второй - диаметром, большим, чем диаметр штока, сердечник зафиксирован на участке меньшего диаметра штока запорной шайбой, между штоком и участком большего диаметра отверстия сердечника расположена цилиндрическая пружина запорная, конец которой упирается в торцевую поверхность цилиндрической части втулки передней, ригель выполнен на основе параллелепипеда, в основании которого по оси симметрии сделана проточка, шириной, равной диаметру втулки запорной, параллельно проточке по оси симметрии замка, на боковой поверхности ригеля выполнено отверстие, поверхность ригеля, противоположная поверхности, на которой выполнена проточка, скошена, а на гранях поверхности с проточкой параллельно проточке выполнены фаски, ригель с помощью отверстия установлен на оси в продольных пазах таким образом, что основание ригеля примыкает к наружной поверхности втулки передней, а его скошенная поверхность выступает за наружную поверхность накладки через прямоугольное отверстие, периметр которого соответствует периметру выступающей части ригеля, а основание ригеля примыкает к наружной поверхности втулки передней, зазор между сердечником и втулкой передней соответствует глубине проточки на ригеле, зазор между сердечником и втулкой передней располагается на участке большего диаметра отверстия катушки электромагнита, шток выполнен из немагнитного материала, напротив накладки устанавливается пластина с отверстием для ригеля, в которое входит ригель.
Недостатком данного устройства является сложность технической реализации, большое количество деталей, что снижает надежность функционирования, а также значительное энергопотребление, обусловленное малым количеством магнитопроводящего материала втулки задней.
Целью изобретения является упрощение технической реализации за счет уменьшения количества деталей, повышение надежности вследствие упрощения кинематики замка и уменьшение энергопотребления.
Поставленная цель достигается тем, что в электромагнитный замок, содержащий корпус цилиндрический, втулку переднюю, шток, кольцо запорное, ось ригеля, катушку электромагнита, диаметр щек которой равен внутреннему диаметру корпуса, цилиндрическую возвратную пружину, ригель, накладку, пластину с отверстием для ригеля, причем на внутренней поверхности задней части корпуса выполнена проточка, в которую установлено кольцо запорное, в передней части корпуса в диаметральной плоскости выполнены два продольных паза, в которые установлена ось ригеля, на передней торцевой поверхности корпуса закреплена накладка, имеющая прямоугольное отверстие для ригеля, одна из сторон которого параллельна оси, втулка передняя выполнена в виде цилиндра с фланцем, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру корпуса, отверстие цилиндрической части втулки передней имеет участок большего диаметра, расположенный со стороны фланца втулки передней, и участок меньшего диаметра, втулка передняя расположена внутри корпуса с возможностью перемещения, шток выполнен из немагнитного материала и установлен в отверстии цилиндрической части втулки передней с возможностью перемещения, ригель выполнен на основе параллелепипеда, в основании которого по оси симметрии сделана проточка параллельно проточке по оси симметрии замка, на боковой поверхности ригеля выполнено отверстие, поверхность ригеля, противоположная поверхности, на которой выполнена проточка, скошена, а на гранях поверхности с проточкой, параллельно проточке выполнены фаски, ригель с помощью отверстия установлен на оси в продольных пазах таким образом, что основание ригеля примыкает к наружной поверхности втулки передней, а его скошенная поверхность выступает за наружную поверхность накладки через прямоугольное отверстие, периметр которого соответствует периметру выступающей части ригеля, а основание ригеля примыкает к наружной поверхности втулки передней, напротив накладки устанавливается пластина с отверстием для ригеля, в которое входит ригель, причем корпус, втулка передняя выполнены из магнитопроводящего материала, дополнительно введены магнит постоянный цилиндрический, шток состоит из двух частей цилиндрической формы, первая часть имеет диаметр, равный большему диаметру отверстия цилиндрической части втулки передней, причем длина первой части штока соответствует длине отверстия большего диаметра цилиндрической части втулки передней, вторая часть штока имеет диаметр, равный меньшему диаметру отверстия цилиндрической части втулки передней, втулка, диаметр отверстия которой равен диаметру второй части втулки передней, а наружный диаметр равен диаметру отверстия катушки, ширина проточки на ригеле равна большему диаметру штока, на конце второй части штока надета и закреплена втулка, на внешней стороне которой закреплен силами магнитного притяжения магнит постоянный цилиндрический, катушка электромагнита установлена в корпусе таким образом, что одна щека касается кольца запорного, а вторая - второго конца цилиндрической пружины возвратной, диаметр отверстия катушки равен наружному диаметру цилиндрической части втулки передней, цилиндрическая часть втулки передней, втулка, магнит постоянный цилиндрический расположены в отверстии катушки с возможностью перемещения.
Отличительной особенностью данного замка является то, что перемещение штока осуществляется за счет взаимодействия магнитного поля рассеяния катушки с полем постоянного магнита, закрепленного на конце штока. Это позволило исключить втулку заднюю, фланец передний, втулку запорную, пружину запорную, шайбу запорную, упростить конструкцию штока. Применение постоянного магнита, создающего поле со значительным значением величины индукции, позволило увеличить усилие, прилагаемое к штоку, за счет чего уменьшить энергопотребление замка.
На фиг.1 представлен продольный разрез замка в закрытом состоянии, на фиг.2 - в открытом состоянии. Фиг.3 - закрывание двери в открытом состоянии замка, фиг.4 - открывание двери в открытом состоянии замка. Фиг.5 - закрывание двери в закрытом состоянии замка.
Электромагнитный замок содержит (фиг.1, 2) корпус цилиндрический 1. На внутренней поверхности задней части корпуса 1 выполнена проточка 2, в которую установлено кольцо запорное 3. В передней части корпуса 1 в диаметральной плоскости выполнены два продольных паза 4, в которые установлена ось 5 ригеля 6. На передней торцевой поверхности корпуса 1 закреплена, например сваркой, накладка 8, имеющая прямоугольное отверстие 9 для ригеля 6, причем одна из сторон отверстия 9 параллельна оси 5. Втулка передняя 10 выполнена в виде цилиндра 11 с фланцем 12, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру корпуса 1. Отверстие цилиндрической части 11 втулки передней 10 имеет участок 13 большего диаметра, расположенный со стороны фланца 12 втулки передней 10, и участок 14 меньшего диаметра. Шток 15 состоит из двух частей цилиндрической формы, первая часть 16 имеет диаметр, равный большему диаметру отверстия цилиндрической части втулки передней 10. Длина первой части штока 15 соответствует длине отверстия большего диаметра цилиндрической части втулки передней 10, а вторая часть 17 штока 15 имеет диаметр, равный меньшему диаметру отверстия цилиндрической части втулки передней 10. На конце второй части 17 штока 15 установлена (например, прессовой или клеевой посадкой) втулка 18, на внешней стороне которой закреплен силами магнитного притяжения магнит постоянный цилиндрический 19. Катушка 20 электромагнита размещена внутри корпуса 1, причем задняя щека 21 катушки 20 упирается в кольцо запорное 3. Между передней поверхностью передней щеки 22 катушки 20 и внутренней поверхностью фланца 12 расположена пружина возвратная 23. Конец цилиндрической части 11 втулки передней 10, конец штока 15 с втулкой 18 и магнитом 19, расположены внутри отверстия катушки 20 с возможностью перемещения. Диаметр отверстия катушки 20 равен диаметру цилиндрической части 11 втулки передней 10. Ригель 6 выполнен на основе параллелепипеда, в основании которого по оси симметрии сделана проточка 24, шириной, равной большему диаметру штока 15. Параллельно проточке 24, по оси симметрии замка, на боковой поверхности ригеля 6 выполнено отверстие 25. Поверхность 26 ригеля 6, противоположная поверхности, на которой выполнена проточка 24, скошена, а на гранях поверхности с проточкой 24 параллельно проточке 24 выполнены фаски 27 и 28. Ригель 6 с помощью отверстия 25 установлен на оси 5 в продольных пазах 4 таким образом, что основание ригеля 6 примыкает к наружной поверхности втулки передней 10, а его скошенная поверхность 26 выступает за наружную поверхность накладки 8 через прямоугольное отверстие 9. Периметр отверстия 9 соответствует периметру выступающей части ригеля 6. Зазор между торцевой поверхностью цилиндрической части 11 втулки передней 10 и внутренней поверхностью втулки 18 не менее глубины проточки 24 на ригеле 6. На ответной части дверей закрепляется планка запорная 29 с прямоугольным отверстием 30, в которое входит ригель 6.
Замок работает следующим образом.
В открытом состоянии замка (фиг.2) на катушку 20 подается напряжение в такой полярности, что поле катушки 20, взаимодействуя с полем постоянного магнита 19, создает усилие, сдвигающее постоянный магнит 19 со штоком 15 в направлении к задней части корпуса 1. При этом часть 16 штока 15 полностью располагается в участке отверстия 13. Втулка передняя 10 возвратной пружиной 23 выдвигает ригель 6 до переднего крайнего положения оси 5 в продольных пазах 4. При этом скошенная поверхность 26 выступает за наружную поверхность накладки 8, а основание ригеля 6 примыкает к наружной поверхности втулки передней 10. В этом случае ригель 6 может утапливаться в корпус 1 при приложении усилия к скошенной поверхности 26, а также поворачиваться на оси 5 и утапливаться в корпус 1 при приложении усилия к поверхности, противоположной скошенной поверхности 26.
При закрывании двери в открытом состоянии замка (фиг.3) планка запорная 29 упирается в скошенную поверхность 26 и перемещает в пазах 4 ригель 6 совместно с осью 5, втулкой передней 10, штоком 15, втулкой 18 и постоянным магнитом 19. При этом ригель 6 незначительно поворачивается вокруг оси 5 до соприкосновения ригеля 6 с краем прямоугольного отверстия 9 планки 8. При продолжении движения планки запорной 29 до совмещения отверстий 9 и 30 пружина возвратная 23 устанавливает замок в исходное открытое состояние.
При открывании двери в открытом состоянии замка (фиг.4) край отверстия 30 запорной планки 29 упирается в поверхность ригеля 6, противоположную скошенной поверхности 26, поворачивает ригель 6, делая эту поверхность скошенной. При этом ригель 6 скошенной поверхностью 26 упирается в край отверстия 9 накладки 8 и под действием усилия двери перемещает в пазах 4 ось 5, втулку переднюю 10, шток 15, втулку 18 и постоянный магнит 19. При продолжении движения планки запорной 29 до выхода ее за пределы накладки 8 пружина возвратная 23 устанавливает замок в исходное открытое состояние.
В закрытом состоянии замка на катушку 20 подается напряжение в такой полярности, что поле катушки 20, взаимодействуя с полем постоянного магнита 19, создает усилие, сдвигающее постоянный магнит 19 со штоком 15 в направлении к передней части корпуса 1. При этом конец с большим диаметром штока 15 перемещается в проточку 24, исключая поворот ригеля 15 вокруг оси 5.
При закрывании двери в закрытом состоянии замка (фиг.5) планка запорная 29 упирается в скошенную поверхность 26 и перемещает в пазах 4 ригель 6 совместно с осью 5, втулкой передней 10, штоком 15, втулкой 18 и постоянным магнитом 19. При продолжении движения планки запорной 29 до совмещения отверстий 9 и 30, пружина возвратная 23 устанавливает замок в исходное закрытое состояние.
При открывании двери в закрытом состоянии замка, край отверстия 30 запорной планки 29 упирается в поверхность ригеля 6, противоположную скошенной поверхности 26. При этом шток 15 исключает поворот ригеля 6 и дверь не открывается, так как край прямоугольного отверстия 30 планки 29 упирается в расположенный перпендикулярно планке 29 ригель 6.
Данная конструкция замка упрощает техническую реализацию, снижает трудоемкость изготовления и уменьшает энергопотребление.