ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ЗАМОК

Электромагнитный замок относится к области охранной техники, в частности к запирающим устройствам, управляемых средствами электронной техники, и может быть использован для запирания дверей помещений, шкафов, сейфов для исключения возможности несанкционированного доступа.
Известен электромагнитный замок, (патент РФ)со держащий: шток ригеля с головкой, фиксатор, выполненный в виде стакана и размещенный во внутренней полости корпуса с возможностью продольного перемещения, цилиндрический корпус, электромагнит с цилиндрическим сердечником, расположенным внутри катушки электромагнита, установленной во внутренней полости корпуса, причем наружный край цилиндрического сердечника выступает за пределы катушки электромагнита, а внутренний находится внутри катушки электромагнита, на выступающий край сердечника надето кольцо, наружная поверхность которого соединена с внутренней поверхностью корпуса на одном его крае, а к внутреннему торцевому краю кольца примыкает щека катушки, на другом крае корпуса установлена втулка в виде цилиндра с наружным фланцем, причем толщена стенки втулки меньше половины диаметра шариков, наружная поверхность втулки соединена с внутренней поверхностью корпуса, а торец корпуса примыкает к фланцу втулки, на торцевой поверхности втулки, противоположенной фланцу, выполнена внутренняя фаска, наружная поверхность фиксатора выполнена в виде трех цилиндрических поверхностей, первой - наружной, диаметр которой равен внутреннему диаметру втулки и на которой выполнены отверстия с размещенными в них шариками, второй - средней, диаметр которой равен внутреннему диаметру корпуса, третьей - внутренней, диаметр которой равен диаметру отверстия катушки электромагнита, на боковой поверхности фиксатора в плоскости, параллельной его дну, расположены равномерно более двух отверстий с размещенными в них шариками, отверстия для шариков выполнены в виде двух частей различного диаметра, соединенных коническим переходом, причем диаметр отверстий, расположенных на наружной поверхности фиксатора равен диаметру шариков, а расположенных на внутренней поверхности - меньше диаметра шариков, глубина отверстий каждого диаметра такова, что поверхность расположенных в них шариков совпадает с наружной поверхностью фиксатора и выступает за его внутреннюю поверхность, на дне фиксатора, расположенного в области третьей цилиндрической поверхности, установлен постоянный магнит, причем расстояние от внешней поверхности постоянного магнита до отверстий, в которые установлены шарики, не менее высоты головки штока ригеля, на наружной торцевой поверхности фиксатора выполнена внутренняя фаска, величина перемещения фиксатора в корпусе такова, что в одном положении фиксатор примыкает к торцевой поверхности цилиндрического сердечника, а шарики выходят за пределы внутренней поверхности фиксатора, в другом наружная торцевая поверхность среднего наружного цилиндра фиксатора примыкает к внутренней торцевой поверхности втулки, а шарики находятся в области внутренней поверхности фиксатора, диаметр штока ригеля меньше диаметра, образованного поверхностями выступающих частей шариков над цилиндрической частью отверстия фиксатора, наружный конец штока ригеля содержит головку с диаметром равным диаметру цилиндрической части центрального отверстия фиксатора, причем цилиндрический корпус, цилиндрический сердечник, фиксатор и кольцо выполнены из магнитопроводящего материала, а на наружной поверхности кольца выполнена проточка для выводов катушки электромагнита.
Недостатком данного устройства является большое количество деталей, сложность в изготовлении и повышенная материалоемкость.
Целью полезной модели является упрощение конструкции замка, упрощение технической реализации, снижение трудоемкости изготовления и материалоемкости.
Поставленная цель достигается тем, что в электромагнитный замок, содержащий: шток ригеля с головкой, цилиндрический корпус, фиксатор, выполненный в виде стакана и размещенный во внутренней полости корпуса с возможностью продольного перемещения, катушку электромагнита, установленную во внутренней полости корпуса, наружная поверхность фиксатора выполнена в виде трех, последовательно расположенных, цилиндрических поверхностей, первой - на которой выполнены отверстия с размещенными в них шариками, третьей - диаметр которой равен диаметру отверстия катушки электромагнита, на первой цилиндрической поверхности фиксатора в плоскости, параллельной его дну, расположены равномерно более двух отверстий с размещенными в них шариками, отверстия для шариков выполнены в виде двух частей различного диаметра, соединенных коническим переходом, причем диаметр отверстий, расположенных на наружной поверхности фиксатора равен диаметру шариков, а расположенных на внутренней поверхности - меньше диаметра шариков, глубина отверстий каждого диаметра такова, что поверхность расположенных в них шариков совпадает с наружной поверхностью фиксатора и выступает за его внутреннюю поверхность, на дне фиксатора, расположенного в области третьей цилиндрической поверхности, установлен постоянный магнит, причем расстояние от внешней поверхности постоянного магнита до отверстий, в которые установлены шарики, не менее высоты головки штока ригеля, на наружной торцевой поверхности фиксатора выполнена внутренняя фаска, диаметр штока ригеля меньше диаметра, образованного поверхностями выступающих частей шариков над цилиндрической частью отверстия фиксатора, наружный конец штока ригеля содержит головку с диаметром равным диаметру цилиндрической части центрального отверстия фиксатора, причем цилиндрический корпус и фиксатор выполнены из магнитопроводящего материала, дополнительно введена шайба с отверстием для выводов катушки электромагнита, цилиндрический корпус выполнен в виде втулки, с отверстием выполненным в виде трех участков - наружного, среднего и внутреннего, причем наружный и средний участки отверстий соединены коническим переходом, на наружной стороне внутреннего участка отверстия цилиндрического корпуса установлена, например вальцовкой, шайба, диаметр наружного участка отверстия корпуса равен диаметру первой цилиндрической поверхности фиксатора, диаметр среднего участка отверстия корпуса равен сумме диаметров наружного участка отверстия корпуса и диаметра шариков, диаметр внутреннего участка отверстия корпуса - диаметру катушки электромагнита, а длина внутреннего участка отверстия корпуса соответствует длине катушки электромагнита, диаметр второй цилиндрической поверхности фиксатора равен диаметру среднего участка отверстия корпуса, а длина третьей цилиндрической поверхности фиксатора - длине катушки электромагнита, величина перемещения фиксатора в корпусе такова, что в одном положении фиксатор примыкает к поверхности шайбы, а шарики выходят за пределы первой поверхности фиксатора, в другом наружная торцевая поверхность второго участка цилиндрической поверхности фиксатора примыкает к коническому переходу между первым и вторым участками цилиндрических поверхностей отверстия корпуса, а шарики находятся в области внутренней поверхности фиксатора, причем шайба выполнена из магнитопроводящего материала.
Отличительной особенностью замка является упрощение конструкции за счет исключения ряда конструктивных элементов (втулки, сердечника, кольца), упрощение технической реализации, снижение трудоемкости изготовления и материалоемкости.
На фиг.1 представлен продольный разрез электромагнитного замка в закрытом состоянии, на фиг.2 - в открытом состоянии.
Электромагнитный замок содержит цилиндрический корпус 1, на одном конце которого установлена шайба 2, с отверстием 3, для выводов катушки электромагнита 4, соединенная с наружной стороны внутреннего участка 5 отверстия цилиндрического корпуса 1, например резьбовым, прессовым или иным соединением. Катушка электромагнита 4 установлена во внутренним участке 5 отверстия цилиндрического корпуса 1, причем одна щека 6 катушки электромагнита 4 упирается во внутреннюю поверхность 7 шайбы 2, а вторая щека 8 - в торцевую поверхность 9 перехода между внутреннего участка 5 и среднего участка 10 отверстия корпуса 1. Во внутренней полости корпуса 1 размещен фиксатор 11, выполненный в виде стакана, с возможностью продольного перемещения. Наружная поверхность фиксатора 11 выполнена в виде трех цилиндрических поверхностей: первой - 12, диаметр которой равен диаметру наружного участка 13 отверстия корпуса 1. Диаметр второй цилиндрической поверхности 14 фиксатора 11 равен диаметру среднего участка 10 отверстия корпуса 1, а диаметр третьей цилиндрической поверхности 15 фиксатора 11 - диаметру отверстия катушки электромагнита 4. На наружной цилиндрической поверхности 12 фиксатора 11 размещены отверстия 16 для шариков 17. На дне фиксатора 11, расположенного в области третьей цилиндрической поверхности 15, установлен постоянный цилиндрический магнит 18, причем расстояние от внешней поверхности постоянного цилиндрического магнита 18 до края отверстий 16 не менее высоты головки 19 штока 20 ригеля 21. На наружной торцевой поверхности фиксатора 11 выполнена внутренняя фаска 22.
Величина перемещения фиксатора 11 в корпусе такова, что в одном положении фиксатор 11 примыкает к внутренней поверхности 7 шайбы 2, а шарики 17 выходят за пределы поверхности 12 фиксатора 11. В другом положении фиксатора 11 наружная торцевая поверхность 23 участка цилиндрической поверхности 14 фиксатора 11 примыкает к коническому переходу 24 между первым и вторым участками цилиндрических поверхностей 10, 13 отверстия корпуса 1, а шарики 17 находятся в области внутренней поверхности 25 фиксатора 11.
Отверстия 16 для шариков 17 выполнены в виде двух частей различного диаметра, соединенных коническим переходом, причем диаметр отверстий, расположенных на наружной поверхности фиксатора равен диаметру шариков 16, а расположенных на внутренней поверхности - меньше диаметра шариков 16. Глубина отверстий каждого диаметра такова, что поверхность расположенных в них шариков совпадает с первой цилиндрической поверхностью 12 фиксатора 11 и выступает за его внутреннюю поверхность 25 фиксатора 11.
Электромагнитный замок (фиг.1, фиг.2) работает следующим образом.
В исходном состоянии, при котором катушка электромагнита 4 обесточена, при закрывании дверей ригель 21 головкой 19 попадает во внутреннюю полость фиксатора 11. При дальнейшем движении ригеля 21 его головка 19 упирается в шарики 17 и начинает перемещать фиксатор 11. При попадании шариков 17 в полость между внутренней поверхностью корпуса 1 и поверхностью 12 фиксатора 11 головка 19 продолжит движение до соприкосновения задней поверхности фиксатора 11 с поверхностью 7 шайбы 2, а головки 19 с поверхностью постоянного магнита 18.
Если в исходном состоянии фиксатор 11 находится в соприкосновении с поверхностью 7 шайбы 2, то головка 19 ригеля 21 беспрепятственно достигает поверхности постоянного магнита 18.
При этом часть магнитного потока постоянного магнита 18 замыкается по первому пути: фиксатор 11, корпус 1, шайба 2, а часть - по второму пути: фиксатор 11, головка 19. Расположение постоянного магнита 18 и соотношение диаметров внутреннего отверстия фиксатора 11 и поверхности 15 фиксатора 11 таково, что магнитный поток, замыкающийся по второму пути больше потока, замыкающегося по первому пути.
При открывании двери, следствии того, что магнитный поток, замыкающий по второму пути больше, фиксатор 11 разъединяется с поверхностью 7 шайбы 2 и следует за головкой 19. При этом шарики 17 выступают над поверхностью отверстия фиксатора и не дают головки 19 ригеля 21 выйти из отверстия фиксатора. Замок в этом случае закрыт (фиг.1).
Для открывания замка на катушку электромагнита 4 подается напряжение в такой полярности, что поток катушки совпадает по направления с магнитным потоком, созданным постоянным магнитом 18 и проходящим по первому пути. При этом поток, проходящий по первому пути, усиливается и превосходит поток, проходящий по второму пути. В этом случае при открывании двери фиксатор 11 остается неподвижным и шарики 17 не фиксируют головку 19 ригеля 21, так как выступают в полость между внутренней поверхностью корпуса 1 и поверхностью 12 фиксатора 11. Замок открыт (фиг.2).