ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ЗАМОК

Заявляемая полезная модель относится к области скобяных изделий, в частности, к запирающим устройствам, управляемым с помощью электромагнитных средств, и может быть использована для запирания дверей различного назначения, в том числе дверей холодильников и сейфов.
Известен электромагнитный замок, содержащий ригель, взаимодействующий с расположенным в корпусе замка ловителем, выполненным в виде цилиндрической втулки, соосно с которым размещен выполненный с возможностью продольного перемещения подпружиненный фиксатор, а также установленные в корпусе замка электромагнит с сердечником и шариковый стопорный механизм (RU 2298623, E05B 47/02, 20.01.2004).
Недостатком данного устройства является повышенное потребление электроэнергии, обусловленное тем, что при запирании замка на обмотку электромагнита подается напряжение, после чего электромагнит должен оставаться во включенном состоянии до момента открывания замка. Кроме того, при любом нарушении питания, например, вследствие обрыва проводов, повреждения обмотки электромагнита или разряда батареи источника питания, замок автоматически открывается.
Наиболее близким по технической сущности к описываемой полезной модели является электромагнитный замок, включающий ригель и расположенные в корпусе замка ловитель, соосно с которым размещен с возможностью продольного перемещения фиксатор, выполненный в виде ступенчатого стакана с размещенным на его дне постоянным магнитом, а также электромагнит и шариковый стопорный механизм. RU 2376434, E05B 17/20, E05B 47/02, 08.10.2008).
Недостатком замка является незащищенность от несанкционированного отпирания замка при перекосе ригеля, а также возможный перегрев катушки электромагнита вследствие повышенного потребления электроэнергии.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности электромагнитного замка.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, достигается тем, что электромагнитный замок, включающий ригель и расположенные в корпусе замка ловитель, соосно с которым размещен с возможностью продольного перемещения фиксатор, выполненный в виде ступенчатого стакана с установленным на его дне постоянным магнитом, а также электромагнит и шариковый стопорный механизм, дополнен магнитным шунтом в виде шайбы, контактирующим с постоянным магнитом, выполненным в виде кольца, при этом каркас обмотки электромагнита выполнен сборным и состоит из передней и задней щек, соединенных между собой конической втулкой и выполненных соответственно из ферромагнитного и диамагнитного материалов, а фиксатор выполнен с входной конической фаской на внутренней стороне и утолщенным дном, причем часть фиксатора, взаимодействующая с ловителем, выполнена цилиндрической, а остальная часть фиксатора, выполнена конической с уклоном, соответствующим уклону конической втулки каркаса, при этом упомянутые части фиксатора соединены между собой с внутренней стороны конической расточкой, а с наружной стороны - кольцевым коническим выступом
Сущность полезной модели заключается в том, что дополнение замка магнитным шунтом в виде шайбы и выполнение фиксатора с утолщенным дном и кольцевым магнитом уменьшают необходимое для отпирания замка потребление электроэнергии и соответственно нагрев обмотки электромагнита. Коническая форма фиксатора позволяет увеличить усилие его притяжения к днищу корпуса замка за счет эффективного использования рассеиваемых магнитных потоков, создающих возможность для снижения электроэнергии. Уменьшение потребления электроэнергии и как следствие уменьшение нагрева обмотки электромагнита приводят к повышению надежности работы замка. Наличие конической расточки исключает возможность несанкционированного отпирания замка при перекосе ригеля, что также приводит к повышению надежности работы замка.
На фиг. 1 - приведен разрез электромагнитного замка в положении ”закрыт”, на фиг. 2 - то же в положении ”открыт”.
Замок состоит из корпуса 1, выполненного в виде цилиндрического стального стакана. В корпусе 1 замка размещен электромагнит 2, составной каркас 3 обмотки которого включает в себя переднюю 4 и заднюю 5 щеки, выполненные из ферромагнитного материала и соединенные между собой конической втулкой 6, выполненной из диамагнитного материала. Передняя щека 4 выполнена с фаской 7. Электромагнит 2 удерживается в корпусе 1 замка посредством ловителя 8, установленного в резьбовое отверстие 9 корпуса 1. Ловитель 8 выполнен в форме резьбовой втулки, внутренняя поверхность которой включает в себя два цилиндрических участка 10 и 11, сопряженных между собой коническим переходом 12. Меньший по диаметру цилиндрический участок 10 ловителя 8 контактирует с шариками 13 стопорного механизма в состоянии замка «закрыт», а больший по диаметру цилиндрический участок 11 ловителя 8 контактирует с шариками 13 стопорного механизма в состоянии замка «открыт». Внутри ловителя 8 соосно с ним размещен с возможностью продольного перемещения фиксатор 14, выполненный в виде ступенчатого стакана. При этом часть 14 фиксатора 15, взаимодействующая с ловителем 7 и имеющая радиальные конические отверстия 16 для шариков 13 стопорного механизма, выполнена цилиндрической, а остальная часть 17 фиксатора 14 выполнена конической с уклоном, соответствующим уклону конической втулки 6 каркаса 3 обмотки электромагнита 2. Упомянутые выше цилиндрическая 15 и коническая 17 части фиксатора 14 соединены между собой с внутренней стороны конической расточкой 18, исключающей возможность отпирания замка при принудительном перекосе ригеля 19, а с наружной стороны - кольцевым коническим выступом 20, ограничивающим ход фиксатора 14. Диаметр внешней поверхности цилиндрической части 15 фиксатора 14 соответствует внутреннему диаметру цилиндрического участка 10 ловителя 8, а диаметр внутренней поверхности цилиндрической части 15 фиксатора 14 соответствует диаметру головки 21 ригеля 19. Внешние размеры конической части 17 фиксатора 14 соответствуют внутренним размерам каркаса 3. Цилиндрическая часть 15 фиксатора 14 имеет на внутренней стороне входную коническую фаску 22, облегчающую попадание ригеля 21 в фиксатор 14 Коническая часть 17 фиксатора 14 выполнена с утолщенным дном 23 с отверстием 24 в нем. Утолщенное дно 23 фиксатора 14 выполняет функцию якоря электромагнита 2. На дне 23 фиксатора 14 размещены контактирующие между собой постоянный магнит 25 и магнитный шунт 26. Отверстие 24 в дне 23 фиксатора 14 предназначено для обеспечения возможности демонтажа постоянного магнита 25 и магнитного шунта 26 из внутренней полости фиксатора 14 при разборке замка. В зависимости от конфигурации запираемого объекта замок может быть прикреплен к его корпусу либо кронштейном 27, либо крепежным фланцем 28.
Работа замка заключается в следующем. В исходном состоянии электромагнит 2 замка обесточен, а ригель 19 выведен за пределы замка. Запирание замка происходит автоматически при вводе ригеля 19 во внутреннюю полость замка. При этом головка 21 ригеля 19, направляемая фаской 22, входит во внутреннюю полость цилиндрической части 15 фиксатора 14 и взаимодействует с шариками 13 стопорного механизма. Пока шарики 13 находятся в зоне цилиндрического участка 10 ловителя 8 головка 21 ригеля 19, упираясь в шарики 13 стопорного механизма, заталкивает фиксатор 14 вглубь ловителя 8. При переходе шариков 13 в зону большего по диаметру цилиндрического участка 11 ловителя 8, они перестают контактировать с головкой 21 ригеля 19, т.к. выталкиваются за пределы наружного контура головки 21. Дальнейшее перемещение головки 21 приводит к ее контакту с поверхностью магнитного шунта 26, и как следствие, - к смещению фиксатора 14 назад до упора конического выступа 20 в фаску 7 на каркасе 3, как это показано на фиг. 1. Под воздействием магнитного потока постоянного магнита 25 головка21 ригеля 19«прилипает» ко дну 23 фиксатора, и при последующей попытке вывода ригеля 19 из замка увлекает за собой фиксатор 14. В процессе обратного хода ригеля 19 шарики 13, под воздействием конического перехода 12 ловителя 8 заталкиваются внутрь фиксатора 14 в положение, показанное на фиг. 2 и соответствующее состоянию «закрыт». Фиксатор 14 своим коническим выступом 20 упирается в конический переход 12 ловителя 8, а головка 21 ригеля 19 отрывается от дна 23 фиксатора 14 и доходит до упора в шарики 13 стопорного механизма. Замок заперт. При попытке несанкционированного отпирания замка путем перекоса ригеля 19 его головка 21 опирается на коническую расточку 18 и остается в зафиксированном состоянии.
Для отпирания замка электромагнит 2 должен быть включен, а ригель 19 переведен в положение, показанное на фиг. 2. Направление магнитного потока электромагнита 2 совпадает с направлением магнитного потока постоянного магнита 25. Коническая часть фиксатора 14 притягивается к днищу корпуса 1. Сила притяжения фиксатора 14 к днищу корпуса 1 замка под действием суммарного магнитного потока кольцевого постоянного магнита 25 и электромагнита 2 больше, чем сила притяжения фиксатора 14 к головке 21 ригеля 19 под действием магнитного потока постоянного магнита 25, ослабленного работой магнитного шунта 26 и электромагнита 2. Наличие магнитного шунта 26 позволяет снизить усилие «прилипания» постоянного магнита 25 к головке 21 ригеля 19. Наличие отверстия в конической части фиксатора создает магнитопровод для магнитного потока постоянного магнита 25, который замыкается днищем корпуса 1. Это также создает добавочное усилие для фиксации фиксатора 14, что позволяет снизить магнитный поток электромагнита 2, и соответственно снизить ток в обмотке электромагнита. Поэтому при последующей попытке вывода ригеля 19 из замка фиксатор 14 магнит и шунт остается в положении, показанном на фиг. 2, а шарики 13 стопорного механизма не препятствуют выводу ригеля 19. Замок открыт.
Таким образом, предлагаемое устройство замка позволяет уменьшить необходимое для отпирания замка потребление электроэнергии и соответственно нагрев обмотки электромагнита, исключить возможность самопроизвольного отпирания замка при чрезмерном перекосе оси ригеля по отношению к оси фиксатора, что в целом повышает надежность работы замка. Кроме этого, предлагаемая конструкция позволяет исключить сердечник электромагнита, что приводит к сокращению габаритных размеров замка, уменьшению металлоемкости и общего веса замка.