ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЦИЛИНДРОВЫЙ ЗАМОК
ELECTROMECHANICAL CYLINDER LOCK

Область техники
Изобретение относится к электромеханическим замкам, а более точно к секретным замкам с электронным способом кодирования.
Предшествующий уровень техники
Известен электромеханический замок RU 2151256, который содержит установленную в корпусе поворотную втулку с запорным кулачком. В отверстие втулки вставлен вал, содержащий электромагнит с якорем. Якорь взаимодействует со стенками паза поворотной втулки так, что при одновременной подаче напряжения на электромагнит и вращении вала якорь упирается в стенку паза втулки, передавая ей вращение от вала, а при отсутствии напряжения на электромагните при вращении вала якорь выталкивается из паза под действием собственного веса, при этом вращение от вала не передается на поворотную втулку.
Известный электромеханический замок не достаточно надежен в работе, поскольку требует непрерывного поддержания напряжения на катушке электромагнита, в течение всего цикла поворота вала до полного открывания и в случае подачи напряжения питания от ключа неизбежен дребезг контактов при вращении ключа, что приведет к перебою питанию электромагнита и возможной остановке кулачка или ригеля в промежуточном положении.
Раскрытие изобретения
Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в повышении надежности работы замка, а так же в снижении энергопотребления при его работе. Данный технический результат достигается тем, что вращающийся вал оснащен отверстием, ось которого перпендикулярна оси вращения вала. Поворотная втулка так же оснащена отверстием, в которое помещен шарик или штифт имеющий свободу перемещения вдоль оси отверстия. Корпус оснащен отверстием размер, которого несколько меньше диаметра шарика.
Взаимодействие вышеуказанных отверстий и шарика образует механизм блокировки поворотной втулки и вала. Происходит это следующим образом: для открывания замка необходимо подать напряжение на катушку электромагнита, затем вращать вал. Отверстия выполнены так, что при повороте вала на угол соответствующий моменту когда якорь упирается в стенку паза втулки, оси отверстий совпадают соответственно якорь, упираясь в стенку паза, толкает поворотную втулку передавая ей вращение от вала, при этом шарик выталкивается из отверстия корпуса перемещаясь вдоль оси отверстия втулки частично заходит в отверстие вала и при дальнейшем вращении в том же направлении не может покинуть это положение, поскольку подперт внутренней поверхностью корпуса, обеспечивая надежную фиксацию вала и поворотной втулки между собой при любом угле поворота вплоть до полного оборота на 360 градусов поворотной втулки. Причем после возникновения между валом и поворотной втулкой взаимной фиксации уже не требуется наличие взаимодействия между якорем и пазом поворотной втулки, соответственно не требуется наличие напряжения на катушке электромагнита.
Это свойство механизма блокировки поворотной втулки и вала позволяет для работы замка использовать электрический импульс, подаваемый на катушку электромагнита в момент начала вращения вала и соответствующий по длительности времени повороту вала на угол, соответствующий совмещению осей отверстий вала, поворотной втулки и корпуса, что дает возможность уменьшить отбор энергии от элементов питания. А механизм блокировки поворотной втулки и вала повышает надежность работы замка, исключая возможность остановки поворотной втулки и ригеля в промежуточных положениях.
Для обеспечения более надежного контакта между ключом и контроллером цилиндрового механизма предлагается использовать для ключа гнездо с двумя независимыми электрическими контактами, подпружиненных во взаимно-перпендикулярных плоскостях.
Краткое описание чертежей
1. Фиг. 1 Сборочный чертеж электромеханического цилиндрового механизма замка.
2. Фиг. 2 Продольный разрез электромеханического цилиндрового механизма.
3. Фиг. 3 Цикл вращения вала 4 совместно с поворотной втулкой 5 (открывание или закрывание замка).
4. Фиг. 4 Цикл вращения вала 4 без взаимной фиксации с поворотной втулкой 5 (открывание или закрывание замка не происходит).
Лучший вариант осуществления изобретения
Электромеханический замок состоит из корпуса 1 (фиг. 1) содержащий соосно установленную внутри корпуса поворотную втулку 5 в цилиндрическое отверстие 7, которой вставлен вал 4. Торцевая часть втулки 5 оснащена кулачком 8 который служит для привода механизма перемещения запорного ригеля замка.
В валу 4 продольно его оси выполнены взаимно-перпендикулярные сквозные пазы, служащие для установки в них магнитопровода 10 и катушки 17 электромагнита. Сначала устанавливается катушка 17 затем магнитопровод 10, обеспечивая ее надежную фиксацию.
В пространстве между гнездом 6 и валом 4 установлен микроконтроллер 19 (Фиг. 2), к которому с одной стороны присоединяются выводы катушки 17, а с другой стороны подпружиненный электрический контакт 9 (Фиг. 2). Питание механизма происходит от элементов питания расположенных в ключе. Ключ вставляется в гнездо 6, через контакты 9 и 18 подпружиненных во взаимно-перпендикулярных плоскостях, питание и кодовая информация передается на микроконтроллер 19, в случае совпадения кода контроллер 19 подает напряжение на катушку 17 электромагнита. При этом якорь 11 фиксируется в притянутом к магнитопроводу положении.
Ключ вращает гнездо 6. Вращение от гнезда 6 через вилку 20 передается на вал 4. Таким образом, при вращении ключа якорь 11 упирается в торцевую стенку паза 3, приводя во вращение втулку 5, одновременно начинает работу механизм блокировки поворотной втулки 5 и вала 4.
Механизм блокировки состоит из одного или более отверстий 12 выполненных на продольной образующей поверхности вала 4, сквозного отверстия 13 выполненного в поворотной втулке 5, с помещенным в него штифтом или шариком, имеющим свободу перемещения вдоль оси этого отверстия и отверстие 14 выполненного на внутренней продольной образующей поверхности корпуса 1. При угле поворота вала 4 соответствующего точке упора якоря 11 в торцевую стенку паза 3 происходит совмещение осей выше указанных отверстий 12, 13, 14, обеспечивая шарику 15 свободу перемещения вдоль осей этих отверстий. При дальнейшем повороте в том же направлении вала 4 шарик 15 выталкивается из отверстия 14 корпуса 1, частично перемещаясь в отверстие 12, но не покидая полностью отверстие 13. При дальнейшем вращении вала 4 шарик 15 не может покинуть это положение, поскольку подперт внутренней поверхностью корпуса 1 (Фиг. 3), обеспечивая надежную взаимную фиксацию вала 4 и поворотной втулки 5 между собой для совместного вращения на любой угол поворота вплоть до полного оборота на 360 градусов. При повороте вала 4 на 360 градусов опять произойдет совмещение осей отверстий 12, 13, 14 и шарик 15 под действием силы тяжести частично переместится в отверстие 14, полностью покинув отверстие 12 вала 4 освободив его для свободного вращения и одновременно заблокирует вращение поворотной втулки 5 относительно корпуса 1.
Если же вставив ключ в гнездо 6 не произойдет совпадение кода с заданным, то контроллером 19 не будет подано напряжение на катушку 17, соответственно якорь 11 не будет удерживаться в притянутом положении к магнитопроводу 10, и при вращении вала 4 якорь 11 будет вытолкнут пластинчатой пружиной 2 в положение, в котором не возможно его взаимодействие с торцевой стенкой паза 3. Вал 4 совершит свободный поворот (Фиг. 4) в отверстии 7 поворотной втулки 5, не приводя ее во вращение. Кулачок 8 не повернется, а запорный ригель соответственно останется без движения.
Надо отметить, что вместо отверстия 12 на торце вала 4 можно выполнить один или два паза, это позволит немного уменьшить длину цилиндрового механизма.
Промышленная применимость
Электромеханический цилиндровый механизм конструктивно совместим с большинством известных дверных замков и этим определяется область его применения: установка на входные двери зданий, промышленных сооружений и других строений с целью ограничения доступа посторонних лиц.