ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ЗАМОК
ELECTROMAGNETIC LOCK

Электромагнитный замок относится к области охранной техники, в частности к запирающим устройствам, управляемым средствами электронной техники. Может быть использован для запирания раздвижных дверей, с целью исключения возможности несанкционированного доступа, и открывания дверей при отпирании замка.
Известен электромагнитный замок с возможностью открывания раздвижных дверей (патент РФ на полезную модель №114333 U1, МПК E05В 47/02 «Электромагнитный замок), содержащий корпус электромагнита в виде отрезка прямоугольной трубы, на боковых сторонах которой выполнены отверстия, электромагнит с якорем, имеющим глухое отверстие на одном из торцов, в которое установлен хвостовик в виде прутка, имеющего с одной стороны резьбовую нарезку, цилиндрическую пружину, немагнитной втулки, установленной в одно из отверстий корпуса, шайбу запорную, немагнитную втулку, установленную в одно из отверстий корпуса, внутрь корпуса и выполненную в виде цилиндра с двумя частями, консольной частью, имеющей диаметр, равный диаметру отверстия катушки, и частью, примыкающей к корпусу, диаметр которой больше диаметра отверстия катушки, на части втулки с меньшим диаметром установлена катушка, диаметр цилиндрического якоря равен внутреннему диаметру втулки немагнитной, хвостовик выполнен из немагнитного материала, на другой стороне хвостовика выполнена проточка, в которую вставлена шайба запорная, глухое отверстие якоря расположенное в торце выполнено резьбовым, в которое вкручен хвостовик, якорь с хвостовиком, проходящим через второе отверстие корпуса, расположен внутри катушки и втулки немагнитной с возможностью перемещения, на хвостовик надета цилиндрическая пружина, расположенная между торцом якоря и внутренней поверхностью корпуса, причем корпус и якорь выполнены из магнитопроводящего материала.
Недостатком данного устройства является: сложность технической реализации, большое количество движущихся в процессе работы деталей, что снижает надежность функционирования; значительный воздушный зазор, определяемый ходом якоря и требующий больших токов при открывании замка, что увеличивает потребление энергии и ведет к перегреву катушки электромагнита при длительном включении.
Целью изобретения является упрощение технической реализации за счет уменьшения количества деталей, уменьшению энергопотребления за счет замены усилий пружины взаимодействием магнитных полей и исключения трущихся деталей, увеличение функциональных возможностей за счет введения датчика состояния двери.
Поставленная цель достигается тем, что в электромагнитный замок, содержащий электромагнит с якорем, цилиндрическую пружину, отличающийся тем, что в него дополнительно введены: зацеп, выполненный в виде П-образной скобы с двумя боковыми и задним отгибами зацепа, выполненными под прямым углом к основанию зацепа, передняя часть основания зацепа выступает за пределы боковых отгибов зацепа и отогнута под острым углом в сторону боковых отгибов зацепа, причем внутренняя поверхность отогнутой части основания зацепа касается торцевых поверхностей боковых отгибов зацепа, на каждом боковом отгибе зацепа выполнено отверстие зацепа, корпус, выполненный в виде второй П-образной скобы из немагнитопроводящего материала с двумя боковыми и задним отгибами корпуса, на каждом боковом отгибе корпуса выполнено отверстие корпуса, через которые установлена ось, проходящая через отверстия зацепа перпендикулярно боковым отгибам корпуса и зацепа, таким образом, что внутренние поверхности корпуса и зацепа располагаются напротив друг друга, причем расположение отверстий корпуса и зацепа обеспечивает поворот зацепа на оси, на оси, с внешних обеих боковых сторон зацепа установлены две втулки опорные, на внешней поверхности заднего отгиба зацепа закреплен первый магнитопровод, в виде Г-образной скобы, торец Г-образной части которой направлен в сторону заднего отгиба корпуса, а поверхность Г-образной части параллельна внутренней части корпуса, на внешней поверхности первого магнитопровода, совпадающей с поверхностью заднего отгиба скобы зацепа, установлен постоянный магнит, образующий магнитное поле рассеяния постоянного магнита в воздушном промежутке между внешней поверхностью постоянного магнита и Г-образной частью первого магнитопровода, на внутренней поверхности заднего отгиба корпуса установлен второй магнитопровод в виде Г-образной скобы, причем внешняя поверхность Г-образной части второго магнитопровода примыкает к внутренней поверхности заднего отгиба корпуса, а на внутренней поверхности Г-образной части второго магнитопровода расположен электромагнит с якорем, образующий магнитное поле рассеяния электромагнита в воздушном промежутке между якорем и вторым магнитопроводом, электромагнит с якорем и вторым магнитопроводом расположены так, что осевое положение якоря электромагнита совпадает с осевым положением постоянного магнита, а торец Г-образной части первого магнитопровода совпадает с торцом второго магнитопровода, причем между внешней поверхностью постоянного магнита и якорем электромагнита, а также между торцом Г-образной части первого магнитопровода и торцом второго магнитопровода создан воздушный промежуток, позволяющий вращаться зацепу на оси.
В электромагнитный замок введены: Г-образная пластина с втулкой, установленной в средней части Г-образной пластины и расположенной на оси, в направлении от поверхности бокового отгиба корпуса, на котором с внутренней стороны установлен концевой выключатель со штоком управления, на ось надета пружина кручения, один конец которой закреплен в первом фиксирующем отверстии на Г-образной пластине, а второй - во втором фиксирующем отверстии на боковом отгибе корпуса, примыкающего к Г-образной пластине, торец Г-образной части, расположен напротив передней части основания зацепа, на краю нижней торцевой поверхности Г-образной пластины, скошен в направлении втулки, а противоположенный край верхней торцевой поверхности Г-образной пластины упирается в шток управления концевого выключателя.
В электромагнитный замок введен установленный на двери упор, в виде бруска, с боковой поверхностью в виде трапеции с одной прямоугольной, а второй скошенной стороной, обращенной в сторону, противоположенную открыванию двери, причем высота расположения упора при закрытой двери такова, что торец отогнутой части основания зацепа располагается ниже верхней поверхности упора, причем торец Г-образной части, расположенной на краю нижней торцевой поверхности Г-образной пластины, упирается в верхнюю поверхность упора, при этом шток управления концевым выключателем находится в исходном выключенном положении, длина верхней поверхности упора не более погрешности установки положения двери в закрытом состоянии.
Отличительными особенностями от прототипа являются следующие: приведение в действие запорного элемента (зацепа) осуществляется магнитным полем без применения промежуточных механизмов, что упрощает конструкцию и повышает надежность работы; исполнение основного количества деталей штамповкой упрощает техническую реализацию замка.
При открывании замка зацеп перемещается за счет взаимодействия магнитных полей постоянного магнита и катушки, что увеличивает диапазон перемещения зацепа и уменьшает энергопотребление замка.
На фиг. 1 представлен вид электромагнитного замка сбоку, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - вырез в месте установки пружины кручения.
Электромагнитный замок содержит зацеп 1, выполненный в виде П-образной скобы с двумя боковыми 2, 3 и задним 4 отгибами зацепа, выполненными под прямым углом к основанию 5 зацепа 1. Передняя часть основания 5 зацепа 1 выступает за пределы боковых отгибов зацепа 2, 3 и отогнута под острым углом в сторону боковых отгибов зацепа 2, 3. Внутренняя поверхность отогнутой части основания 5 зацепа 1 касается торцевых поверхностей боковых отгибов 2, 3 зацепа 1, на каждом боковом отгибе 2, 3 зацепа 1 выполнены отверстия 6, 7.
Корпус 8 замка выполнен в виде второй П-образной скобы из немагнитопроводящего материала с двумя боковыми 9, 10 и задним 11 отгибами корпуса 8. На каждом боковом отгибе 9, 10 корпуса 8 выполнены отверстия 12, 13, через которые установлена ось 14, проходящая через отверстия 6, 7 в боковых отгибах 2, 3 зацепа 1 перпендикулярно боковым отгибам 2, 3 зацепа и 9, 10 корпуса. Расположение отверстий 6, 7 и 12, 13 обеспечивает поворот зацепа 1 на оси 14. На оси 14 с внешних обеих боковых сторон 2, 3 зацепа 1 установлены две втулки опорные 15, 16.
На внешней поверхности заднего отгиба 4 зацепа 1 закреплен первый магнитопровод 17, в виде Г-образной скобы. Торец 18 Г-образной части первого магнитопровода 17 направлен в сторону заднего отгиба 11 корпуса 8. Поверхность Г-образной части первого магнитопровода 17 параллельна внутренней части корпуса 8. На внешней поверхности первого магнитопровода 17, совпадающей с поверхностью заднего отгиба 4 скобы зацепа 1, установлен постоянный магнит 19 (например, клеевым соединением), образующий магнитное поле рассеяния постоянного магнита19 в воздушном промежутке между внешней поверхностью постоянного магнита 19 и Г-образной частью первого магнитопровода17.
На внутренней поверхности заднего отгиба 11 корпуса 8 установлен второй магнитопровод 20 в виде Г-образной скобы, причем внешняя поверхность Г-образной части второго магнитопровода 20 примыкает к внутренней поверхности заднего отгиба 11 корпуса 8. На внутренней поверхности Г-образной части второго магнитопровода 20 расположен электромагнит 21 с якорем 22 (закрепленный, например, винтовым соединением), образующий магнитное поле рассеяния электромагнита 21 в воздушном промежутке между якорем 22 и вторым магнитопроводом 20.
Электромагнит 21 с якорем 22 и вторым магнитопроводом 20 расположены так, что осевое положение якоря 22 электромагнита 21 совпадает с осевым положением постоянного магнита 19, а торец 18 Г-образной части первого магнитопровода 17 совпадает с торцом 23 второго магнитопровода 20.
Между внешней поверхностью постоянного магнита 19 и якорем 22 электромагнита 21, а также между торцом 18 Г-образной части первого магнитопровода 17 и торцом 23 второго магнитопровода 20 создан воздушный промежуток, позволяющий вращаться зацепу 1 на оси 14.
На оси 14 расположена втулка 24, установленная в средней части Г-образной пластины 25, в направлении бокового отгиба 9 корпуса 8. На внутренней стороне бокового отгиба 9 корпуса 8 установлен концевой выключатель 26 со штоком управления 27.
На ось 14, со стороны боковой поверхности 9 корпуса 8 надета пружина кручения 28, один конец которой закреплен в отверстии 29 на Г-образной пластине 25, а второй - в отверстии 30 на боковом отгибе 9 корпуса 8.
Торец 31 Г-образной части, расположенной напротив передней части основания 5 на краю нижней торцевой поверхности Г-образной пластины 25, скошен в направлении втулки 24, а противоположенный край верхней торцевой поверхности Г-образной пластины 25 упирается в шток управления 27 концевого выключателя 26.
На двери 32 установлен упор 33, в виде бруска, с боковой поверхностью в виде трапеции с одной прямоугольной, а второй скошенной стороной, обращенной в сторону, противоположенную направлению открывания двери 32.
Высота расположения упора 33 при закрытой двери 32 такова, что торец отогнутой части основания 5 зацепа 1 располагается ниже верхней поверхности упора 33.
При закрытой двери 32 торец 31 Г-образной части, расположенной на краю нижней торцевой поверхности Г-образной пластины 25, упирается в верхнюю поверхность упора 33, при этом шток управления 27 концевого выключателя 26 находится в исходном выключенном положении и касается противоположенного края верхней торцевой поверхности Г-образной пластины 25.
Электромагнитный замок (фиг. 1, 2, 3) работает следующим образом.
В закрытом состоянии замка, которое возникает после обесточивания электромагнита 21 и закрытой двери 32, магнитный поток постоянного магнита 19, замыкаясь по цепи якорь 22, второй магнитопровод 20, первый магнитопровод 17, устанавливает зацеп 1 в исходное состояние, при котором торец основания 5 располагается ниже верхней поверхности упора 33.
Торец 31 Г-образной пластины 25, упираясь в верхнюю поверхность упора 33, обеспечивает такое положение Г-образной пластины 25, при котором шток управления 27 концевого выключателя 26 находится в исходном выключенном положении и касается противоположенного края верхней торцевой поверхности Г-образной пластины 25.
Электромагнитный замок оказывается в запертом положении.
При подаче напряжения на электромагнит 21 создается магнитное поле рассеяния между якорем 22 и торцом 23 второго магнитопровода 20. Полярность приложенного напряжения должна быть таковой, чтобы поля рассеяния постоянного магнита 19 и электромагнита 21 совпадали по направлению и отталкивались друг от друга. Так как поля рассеяния смещены относительно оси 14 в сторону основания корпуса 8, то зацеп 1 поворачивается, поднимая торец основания 5 выше верхней поверхности упора 33.
Электромагнитный замок оказывается в открытом положении.
При открывании двери 32, торец 31 Г-образной части Г-образной пластины 25 выходит за пределы верхней поверхности упора 33. Под действием цилиндрической пружины 28 Г-образная пластина 25 поворачивается, нажимая на шток управления 27 концевого выключателя 26, который оказывается во включенном состоянии, сигнализируя об открытом состоянии двери 32.
При закрывании двери 32 и обесточенном электромагните 21 упор 33 скошенным торцом поднимает торец основания 5 зацепа 1, а также торец 31 Г-образной части Г-образной пластины 25, отключая концевой выключатель 26. При остановке двери 32 замок приходит в исходное положение.
Данный электромагнитный замок имеет простую конструкцию, малое энергопотребление, встроенный датчик положения двери и значительное перемещение зацепа, обеспечивающее использование замка с различными по конструкции дверями.