ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЗАМОК

Полезная модель относится к запирающим устройствам и может быть использована для закрывания дверей в служебных и жилых помещениях.
Известен электромеханический замок, содержащий запорный механизм с поворотной деталью, средство сигнализации, включающее конечный выключатель и взаимодействующий с ним упор, и средство блокировки, имеющее управляющий электромагнит с якорем, шайбу с пазом, закрепленную на поворотной детали запорного механизма, подпружиненный в направлении шайбы блокирующий стержень с выборкой, один конец которого взаимодействует с пазом шайбы, и подпружиненный фиксатор для взаимодействия с выборкой блокирующего стержня, при этом он снабжен закрепленным на якоре электромагнита клиновым толкателем и установленным на другом конце блокирующего стержня кронштейном для взаимодействия с якорем электромагнита, фиксатор выполнен в виде втулки с выступом для взаимодействия с клиновым толкателем, на блокирующем стержне выполнен зуб, а на втулке фиксатора поводок для взаимодействия с зубом блокирующего стержня (SU, авторское свидетельство №1379440, E05B 47/00, Опубл. 07.03.1988).
Недостатком данного электромеханического замка является то, что, во-первых, такая компоновка блокирующих элементов замка значительно увеличивает его габариты, что сказывается на трудозатратах, связанных с установкой замка, и снижает прочность двери в месте установки замка, во-вторых, конструкция запорного механизма замка не исключает возможность отжатия ригеля, что снижает надежность запирания и, в-третьих, при заблокированном состоянии запорного механизма избыточное усилие на ручки может привести к повреждению замка. Кроме того, следует отметить неудобство в эксплуатации замка, связанное с необходимостью использования специального ключа для деблокирования замка.
Наиболее близким к заявленной полезной модели является электромеханический замок, содержащий установленные в корпусе электромагнит с якорем в виде двуплечего рычага, наружную ручку управления, взаимодействующие с подпружиненным ригелем через механизм связи, внутреннюю ручку управления и ключевину (механизм секретности), при этом часть оси наружной ручки управления имеет фигурный профиль, механизм связи выполнен в виде двух, обращенных одна к другой, взаимно подпружиненных и установленных на оси наружной ручки управления муфт, одна из которых свободно установлена на оси наружной ручки и имеет палец для взаимодействия с ригелем, а другая размещена на части оси с фигурным профилем с возможностью осевого перемещения, ключевина имеет установленный на ней рычаг для взаимодействия с двуплечим рычагом электромагнита (SU, авторское свидетельство №870651, E05B 47/02, 07.10.1981).
Недостатком данного электромеханического замка является то, что выполнение механизма связи в виде двух, обращенных одна к другой, взаимно подпружиненных и установленных на оси наружной ручки муфт приводит к увеличению габаритов замка, что ограничивает возможность его применения. Габариты замка увеличиваются также из-за необходимости использования более мощного электромагнита, необходимого для осевого перемещения муфт. Необходимость использования более мощного электромагнита связана также с повышенным энергопотреблением, что исключает возможность использования автономного электропитания, использование которого могло бы позволить снизить трудозатраты при установке замка и повысить его надежность. Сложность форм указанных элементов механизма связи сказывается также на технологичности замка. Кроме того, конструкция замка обеспечивает его работу только в режиме защелки, т.е. в таком режиме, когда перемещения ригеля за лицевую планку замка при его запирании осуществляется только на длину скошенной под углом части ригеля, что не исключает возможность отжатия ригеля и снижает надежность запирания замка.
В основу полезной модели положена задача расширения арсенала электромеханических замков путем создания такого электромеханического замка, конструкция которого отличалась бы компактностью размещения его элементов и перераспределением исполняемых ими функций, обеспечивала бы возможность открывания замка поворотом ручки как при срабатывании электронного считывающего или другого кодового устройства, так и при использовании ключа, а также обеспечивала бы возможность его работы в двух режимах - в режиме, когда ригель выдвигается на величину скоса, т.е. в режиме защелки независимо от наличия (отсутствия) управляющего напряжения, и в режиме с автоматическим перемещением ригеля на максимальную величину за лицевую планку замка с одновременной его блокировкой при запирании замка. При этом техническим результатом является реализация этого назначения.
Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что электромеханический замок, включающий корпус, подпружиненный ригель, наружную поворотную ручку, установленную на оси с фигурным профилем и взаимодействующую с ригелем через механизм связи, внутреннюю ручку, электромагнит и механизм секретности, снабжен подпружиненной подвижной скобой, взаимодействующей с ригелем, подпружиненной стопорной скобой, взаимодействующей с электромагнитом и с подпружиненной подвижной скобой, и механизмом переключения режимов работы, внутренняя ручка установлена на оси наружной поворотной ручки, механизм связи выполнен в виде подпружиненного фигурного кулачка, установленного на оси наружной поворотной ручки, и двуплечего рычага, взаимодействующего с подпружиненным фигурным кулачком и с подпружиненной подвижной скобой, механизм секретности имеет поворотный элемент, взаимодействующий со стопорной скобой, а механизм переключения режимов работы выполнен в виде подпружиненного переключателя, вертикально перемещающейся подвижной скобы, взаимодействующей с двуплечим рычагом при его повороте и с подпружиненной подвижной скобой ригеля, и подпружиненной поворотной пластины, взаимодействующей с переключателем и фиксирующей его положение.
Благодаря наличию подпружиненной подвижной скобы, взаимодействующей с ригелем, подпружиненной стопорной скобы, взаимодействующей с электромагнитом и с подпружиненной подвижной скобой, и механизма переключения режимов работы, установки внутренней ручка на оси наружной поворотной ручки, выполнению механизма связи в виде подпружиненного фигурного кулачка, установленного на оси наружной поворотной ручки, и двуплечего рычага, взаимодействующего с подпружиненным фигурным кулачком и с подпружиненной подвижной скобой, наличию поворотного элемента механизма секретности, взаимодействующего со стопорной скобой, и выполнению механизма переключения режимов работы в виде подпружиненного переключателя, вертикально перемещающейся подвижной скобы, взаимодействующей с двуплечим рычагом при его повороте и с подпружиненной подвижной скобой ригеля, и подпружиненной поворотной пластины, взаимодействующей с переключателем и фиксирующей его положение, во-первых, обеспечивается компактность размещения элементов замка и перераспределение исполняемых ими функций, во-вторых, обеспечивается возможность открывания замка поворотом ручки как при срабатывании электронного считывающего или другого кодового устройства, так и при использовании ключа, и, в-третьих, обеспечивается работы замка в двух режимах - в режиме, когда ригель выдвигается на величину скоса, т.е. в режиме защелки независимо от наличия (отсутствия) управляющего напряжения, и в режиме с автоматическим перемещением ригеля на максимальную величину за лицевую планку замка с одновременной его блокировкой при запирании замка. При такой конструкции электромеханический замок отличается меньшими габаритами и низким энергопотребление, повышенной надежностью и сроком эксплуатации, а также удобством его эксплуатации.
Уменьшение габаритов замка обеспечивается компактным размещением элементов замка и возможностью использования менее мощного электромагнита, имеющего небольшие размеры, благодаря перераспределению исполняемых элементами замка функций. При этом электромагнит взаимодействует только с одним элементом замка, а именно со стопорной скобой, и то только при срабатывании электронного считывающего или другого кодового устройства, в этот момент стопорная скоба не несет никакой силовой нагрузки, приведение же в действие элементов замка осуществляется при повороте ручек. Уменьшение габаритов замка обеспечивает возможность его установки на дверях любых размеров и конструкций.
Использование менее мощного электромагнита также снижает энергопотребление замка. Это позволяет в случае необходимости использовать автономный источник электропитания электромагнита, что снижает трудозатраты при установке замка и повышает его надежность. Кроме того, следует отметить, что использование менее мощного электромагнита обеспечивает электробезопасность замка.
Благодаря наличию механизма переключения режимов работы, выполненного в виде подпружиненного переключателя, вертикально перемещающейся подвижной скобы, взаимодействующей с двуплечим рычагом при его повороте и с подпружиненной подвижной скобой ригеля, и подпружиненной поворотной пластины, взаимодействующей с переключателем и фиксирующей его положение, обеспечивается работа замка в двух режимах - дневном и ночном.
Дневной режим работы замка характеризуется тем, что ригель выдвигается на величину скоса - 11 мм, что позволяет замку закрываться в режиме защелки независимо от наличия (отсутствия) управляющего напряжения. При этом при отсутствии напряжения питания замок при открытии управляется только ключом.
Ночной режим работы замка характеризуется тем, что запирание замка происходит автоматически при закрывании двери, причем в этом случае перемещение ригеля за лицевую планку замка происходит на максимальную величину (дополнительно на 8 мм) с одновременной его блокировкой, что исключает возможность отжатия ригеля при несанкционированной попытке открытия замка, обеспечивая тем самым постоянное и надежное запирание замка.
Таким образом, обеспечивается удобство эксплуатации замка и повышается надежность запирания.
Использование ключа для открывания замка необходимо только в экстремальных ситуациях или при отсутствии электропитания, что существенно снижает износ элементов замка, в частности механизма секретности, тем самым повышая срок его эксплуатации.
Сущность полезной модели поясняется следующими чертежами. На фиг.1 изображен электромеханический замок в дневном режиме работы, общий вид; на фиг.2 - электромеханический замок в ночном режиме работы, общий вид; на фиг.3 - вид А на фиг.1.
Электромеханический замок включает корпус 1, подпружиненный ригель 2, наружную и внутреннюю поворотные ручки (не показаны), установленные на оси 3 с фигурным профилем, например - с квадратным, и взаимодействующую с ригелем 2 через механизм связи, электромагнит 4, механизм секретности (не показан), подпружиненную подвижную скобу 5, взаимодействующую с ригелем 2, и подпружиненную стопорную скобу 6, взаимодействующую с электромагнитом 4 и с подпружиненной подвижной скобой 5. Механизм связи выполнен в виде подпружиненного фигурного кулачка 7, установленного на оси 3 поворотных ручек, и двуплечего рычага 8, взаимодействующего с подпружиненным фигурным кулачком 7 и с подпружиненной подвижной скобой 5. Стопорная скоба 6 поджата пружиной 9. Фигурный кулачок 7 снабжен возвратной пружиной 10. Ригель 2 имеет прямоугольный профиль и выполнен со скосом. Ригель 2 поджат пружиной 11 и соединен с направляющим стержнем 12. Соединение ригеля 2 со стержнем 12 выполнено с помощью установочного винта 13, что позволяет при необходимости менять при монтаже направление скоса, делая замок универсальным. Подвижная скоба 5 поджата пружиной 14. Кронштейн 15 обеспечивает направление перемещения стержня 12 с ригелем 2, ограничивает максимальное перемещение вверх и вниз стопорной скобы 6 и имеет установочный отгиб для фиксации пружины 16. Механизм секретности имеет поворотный элемент (не показан), взаимодействующий со стопорной скобой 6. Пружина 16 обеспечивает одновременно взаимодействие поворотного элемента механизма секретности со стопорной скобой 6 и начальный возврат поворотного элемента механизма секретности.
На корпусе 1 замка установлена клеммная колодка 17 для подачи управляющего напряжения и проходной изолятор 18 для обеспечения надежной изоляции управляющего кабеля.
Замок также снабжен механизмом переключения режимов работы, выполненным в виде подпружиненного переключателя 19, вертикально перемещающейся подвижной скобы 20, взаимодействующей с двуплечим рычагом 8 при его повороте и с подпружиненной подвижной скобой 5, и подпружиненной поворотной пластины 21, взаимодействующей с переключателем 19 и фиксирующей его положение. Переключатель 19 соединен пружиной 22 со скобой 20. Переключатель 19 поджат сверху пружиной 23. Поворотная пластина 21 поджата пружиной 24.
Работа электромеханического замка осуществляется следующим образом.
Электромеханический замок является нормально закрытым устройством и открывается поворотом ручки после разблокировки стопорного устройства замка. До момента разблокировки поворот ручки блокируется. Разблокировка замка производится после поворота ключа в механизме секретности до упора с удержанием ключа и последующим поворотом ручки замка или подачей управляющего напряжения на клеммы замка от контроллера системы контроля и управления доступом (СКУД) и последующим поворотом ручки замка.
Электромеханический замок работает в дневном и ночном режимах.
Основной режим работы замка - дневной, который характеризуется тем, что ригель 2 выдвигается на величину скоса - 11 мм, что позволяет замку закрываться в режиме защелки независимо от наличия (отсутствия) управляющего напряжения. При этом при отсутствии напряжения питания замок при открытии управляется только ключом.
В дневном режиме после подачи на замок через клеммную колодку 17 управляющего напряжения срабатывает электромагнит 4, который, втягивая якорь и, сжимая пружину 9, перемещает вниз стопорную скобу 6. После этого появляется возможность повернуть по часовой стрелке примерно на 40° ручкой замка кулачок 7, сжимая возвратную пружину кулачка 10. При этом поворачивается рычаг 8, который перемещает скобу 5 вместе с ригелем 2 и стержнем 12 внутрь корпуса 1, сжимая пружину 14, после чего появляется возможность открытия двери.
После отпускания ручки двери за счет пружины 14 ригель 2 вместе со скобой 5 возвращается в исходное положение. Пружина 10 возвращает в исходное положение ручки замка вместе с кулачком 7.
После открытия двери СКУД замка снимает управляющее напряжение с электромагнита 4 по сигналу геркона. При этом за счет пружины 9 стопорная скоба 6 поднимается вверх и упирается в выступ на скобе 5, препятствуя ее перемещению для открытия. Тем самым блокируется поворот ручки замка и его открытие.
Для закрытия подключенного к СКУД замка достаточно просто закрыть дверь, не поворачивая ручку замка, поскольку ригель 2 убирается внутрь корпуса за счет имеющегося на нем скоса и сжатия пружины 11.
Для перевода замка в ночной режим необходимо на открытой двери передвинуть вверх до упора находящийся на лицевой планке замка переключатель 19. При этом натягивается пружина 22, соединенная со скобой 20, а положение переключателя 19 фиксируется поворотной скобой 21, вращение которой обеспечивает пружина 24. После перемещения переключателя 19 в ночной режим скоба 20 остается в исходном положении за счет ее прижима к корпусу 1 замка пружиной 14 через скобу 5. При закрытии двери ригель 2 утапливается внутрь корпуса 1 замка, сжимая пружину 11. При этом создается усилие для сжатия пружины 14, что приводит к смещению скобы 5 и ослаблению прижима к корпусу 1 замка скобы 20. В момент, когда это усилие станет меньше усилия пружины 22, пружина 22 переместит вверх скобу 20 и сожмет пружину 23, а ригель 2 вместе со скобой 5 перемещается в паз запорной планки дополнительно на 8 мм. Одновременно выступ на рычаге 8 при повороте на максимальный угол снимает блокировку перемещения скобы 20 и переключателя 19, которые под воздействием пружины 23 опускаются вниз и прижимаются к опорной поверхности скобы 5, а кулачок 7 под воздействие пружины 10 возвращается в исходное положение вместе с ручками замка. При этом пружина 9 поднимает стопорную скобу 6 вверх до упора и фиксирует от обратного перемещения для открытия скобу 5, упираясь в соответствующий вырез на ней, а также ригель 2, упираясь одновременно в стержень 12. Тем самым блокируется возможность открытия замка путем отжатия двери при несанкционированной попытке открытия замка из ночного режима.
При санкционированном открытии замка из ночного режима контроллер СКУД подает управляющее напряжение на электромагнит 4, который, втягивая якорь, перемещает стопорную скобу 6 вниз и освобождает для перемещения скобу 5 с ригелем 2, которые перемещаются после поворота ручки замка поворотом кулачка 7 и рычага 8. При этом в момент полного открытия замка (утапливания в корпус 1 ригеля 2) скоба 5 после перемещения дает возможность опуститься скобе 20 под воздействием пружины 23 до соприкосновения с поверхностью ригеля 2 и тем самым ограничивает перемещение ригеля 2 и скобы 5 на 8 мм. Замок переходит в дневной режим работы.
При открытии замка из ночного режима ключом поворотный элемент механизма секретности при повороте по часовой стрелке нажимает на пружину 16, затем нажимает на отгиб стопорной скобы 6, перемещая ее вниз и, тем самым, освобождает для открытия замок поворотом ручки. Поворот ручки замка производится без отпускания ключа. Пружина 16 обеспечивает начальный возврат поворотного элемента механизма секретности, поскольку усилия пружины 9 для этого недостаточно.
В качестве механизма секретности в замке применяются стандартные штифтовые цилиндровые механизмы секретности европейского стандарта EuroDIN (V DIN 18254), например, механизмы секретности типа 8809, 8209, 8259 фирмы ISEO (Италия) или механизмы секретности серии D фирмы Wilco Supply (типа 254 - 274 - 294, 453, 454, 554), а также любые отечественные аналоги механизмов секретности типа МЦ-1 или МЦ-21 R;
Для нормальной эксплуатации замка в составе СКУД необходимо наличие контроллера с возможностью подключения датчика открытия двери (геркона). Для открытия замка контроллер должен подать напряжение на замок и удерживать поданное напряжение до момента открытия двери (что возможно по сигналу геркона, либо подачей сигнала заданной длительности). Закрытие двери возможно без подачи управляющего напряжения на замок.