ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЗАМОК

Полезная модель относится к запирающим устройствам и может быть использована для закрывания дверей в служебных 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 значительноувеличивает 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, Опубл. 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 ограниченную величину, 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, обеспечивала бы возможность контроля открытости или закрытости двери и выполнения функции датчика охранной сигнализации, срабатывающей в случае попытки отжатия ригеля при несанкционированном проникновении в помещение и обеспечивала бы снижение трудозатрат при установке замка на дверях любых размеров, конструкций и изготовленных из различных материалов.
При этом техническим результатом является реализация этого назначения.
Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что электромеханический замок, включающий корпус, ригель, наружную поворотную ручку, установленную на оси с фигурным профилем и взаимодействующую с ригелем через механизм связи, внутреннюю ручку, электромагнит и механизм секретности, снабжен подвижным подпружиненным фиксатором ригеля и механизмом блокировки, выполненным в виде блокиратора, направляющего стержня, соединенного с блокиратором, кронштейна, ползуна, установленного на направляющем стержне, возвратной пружины, взаимодействующей с блокиратором и ползуном, и пружины блокиратора, взаимодействующей с ползуном и кронштейном, ригель снабжен взаимодействующим с кронштейном стержнем с установленной на нем скобой, при этом ползун механизма блокировки взаимодействует со скобой посредством рычага, установленного на корпусе замка с возможностью поворота, подпружиненный подвижный фиксатор взаимодействует со стержнем ригеля и с электромагнитом, 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 одним концом с подпружиненным фигурным кулачком, а другим концом с ригелем и скобой, а механизм секретности имеет поворотный элемент, взаимодействующий с фиксатором.
Замок может быть снабжен механизмом переключения режимов работы, выполненным в виде переключателя, подпружиненного флажка, взаимодействующего с переключателем и с двуплечим рычагом механизма связи.
Ригель может быть снабжен контактным устройством. При этом контактное устройство может быть выполнено в виде двух электроизолированных от ригеля элементов, контактирующих с установленными в запорной планке замка подпружиненными элементами.
Благодаря наличию подвижного подпружиненного фиксатора ригеля и механизма блокировки, выполненного в виде блокиратора, направляющего стержня, соединенного с блокиратором, кронштейна, ползуна, установленного на направляющем стержне, возвратной пружины, взаимодействующей с блокиратором и ползуном, и пружины блокиратора, взаимодействующей с ползуном и кронштейном, наличию соединенного с ригелем и взаимодействующего с кронштейном стержня с установленной на нем скобой, взаимодействию ползуна механизма блокировки со скобой посредством рычага, установленного на корпусе замка с возможностью поворота, взаимодействию подпружиненного подвижного фиксатора со стержнем ригеля и с электромагнитом, установки внутренней ручки на оси наружной поворотной ручки, выполнению механизма связи в виде подпружиненного фигурного кулачка, установленного на оси наружной поворотной ручки, и двуплечего рычага, взаимодействующего одним концом с подпружиненным фигурным кулачком, а другим концом с ригелем и скобой, наличию поворотного элемента механизма секретности, взаимодействующего с фиксатором, 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 ограниченную величину, 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 с подпружиненным подвижным фиксатором, и то только при срабатывании электронного считывающего или другого кодового устройства, в этот момент фиксатор 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 в виде переключателя, подпружиненного флажка, взаимодействующего с переключателем и с двуплечим рычагом механизма связи, обеспечивается работа замка в двух режимах - дневном и ночном.
Дневной режим работы замка характеризуется тем, что ригель выдвигается на ограниченную величину - 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 8,5 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.
Наличие контактного устройства, выполненного в ригеле замка, во-первых, обеспечивает подвод тока к электромагниту в случае использования внешнего электропитания электромагнита, во-вторых, оно является одним из элементов (датчиков) сигнализации и, в-третьих, обеспечивает контроль исправности электромагнита. При этом в качестве датчика оно может выполнять как функцию контроля открытости или закрытости двери, так и функцию датчика охранной сигнализации, срабатывающей в случае попытки отжатия ригеля при несанкционированном проникновении в помещение. Использование контактного устройства для подвода тока к электромагниту обеспечивает снижение трудозатрат при его установке, а также обеспечивает установку замка на дверях любых размеров, конструкций и из различных материалов. При этом выполнение контактного устройства в виде двух электроизолированных от ригеля элементов, контактирующих с установленными в запорной планке замка подпружиненными элементами, повышает как надежность электропитания электромагнита, так и надежность работы сигнализации.
Сущность полезной модели поясняется следующими чертежами. На фиг.1 изображен электромеханический замок в исходном состоянии (дверь открыта), как в дневном, так и в ночном режимах работы, общий вид; на фиг.2 - электромеханический замок в рабочем положении (дверь закрыта), общий вид; на фиг.3 - запорная планка в исходном состоянии.
Электромеханический замок включает корпус 1 с лицевой пластиной 2, ригель 3, наружную и внутреннюю поворотные ручки (не показаны), установленные на оси с фигурным профилем, например - с квадратным, и взаимодействующие с ригелем 3 через механизм связи, электромагнит 4 и механизм секретности 5, подвижный фиксатор 6 ригеля 3 и механизм блокировки. Фиксатор 6 закреплен на якоре электромагнита 4 и подпружинен пружиной 7.
Механизм блокировки выполнен в виде блокиратора 8, направляющего стержня 9, соединенного с блокиратором 8, кронштейна 10, ползуна 11, установленного на направляющем стержне 9, возвратной пружины 12, взаимодействующей с блокиратором 8 и ползуном 11, и пружины 13 блокиратора, взаимодействующей с ползуном 11 и кронштейном 10. Выступающая за лицевую пластину 2 часть блокиратора 8 выполнена скошенной под углом.
Ригель 3 снабжен взаимодействующим с кронштейном 10 стержнем 14 с установленной на нем скобой 15. Ригель 3 имеет прямоугольный профиль. Ригель 3 жестко связан со стержнем 14, соединение зафиксировано штифтом.
Ползун 11 механизма блокировки взаимодействует со скобой 15 посредством рычага 16, установленного на стойке 17 в корпусе 1 замка с возможностью поворота относительно этой стойки.
Фиксатор 6 взаимодействует со стержнем 14 ригеля 3 и с электромагнитом 4.
Механизм связи выполнен в виде подпружиненного фигурного кулачка 18, установленного на оси поворотных ручек, и двуплечего рычага 19, взаимодействующего одним концом с подпружиненным фигурным кулачком 18, а другим концом с ригелем 3 и скобой 15. Рычаг 19 установлен на стойке 20 с возможностью поворота относительно нее. Фигурный кулачок 18 снабжен пружиной 21.
Замок также снабжен механизмом переключения режимов работы, выполненным в виде переключателя 22, установленного в пазу корпуса 1 замка с возможностью перемещения, втулки 23, флажка 24, и пружины 25, установленных на стойке 20. Флажок 24 взаимодействует с переключателем 22 и с двуплечим рычагом 19 механизма связи.
В специальные отверстия корпуса 1 замка и крышки (не показана) устанавливается и фиксируется винтом с потайной головкой механизм секретности 5. Механизм секретности 5 имеет поворотный элемент 26, взаимодействующий с фиксатором 6. Поворотный элемент 26 механизма секретности 5 может поворачиваться на 180°. При этом стойка 27 является ограничителем угла для поворотного элемента 26 механизма секретности 5.
На стойке 27 установлена пружина 28, предназначенная для начального отжима поворотного элемента 26 механизма секретности 5 при отпускании ключа. Стойка 27 является также ограничителем перемещения фиксатора 6 ригеля 3 при подаче напряжения на электромагнит 4.
Ригель 3 может быть снабжен контактным устройством, выполненным в виде двух электроизолированных от ригеля 3 элементов 29, контактирующих с установленными в запорной планке замка подпружиненными элементами 30. Элементы 29 соединены проводами с электромагнитом 4, по которым на электромагнит 4 подается управляющее напряжение от контроллера СКУД.
Запорная планка состоит из стальной планки 31, имеющей отогнутую кромку (угол 45°) для плавного захода блокиратора 8 и ригеля 3 замка. На планке 31 симметрично относительно выреза под ригель замка саморезами закреплен изолятор 32, в котором установлены два подпружиненных контакта 30. Данные контакты находятся в выдвинутом положении под действием токопроводящих пружин 33, которые установлены в отверстия изолятора 32 и поджаты токопроводящими пластинами 34, которые также фиксируются на торцовой поверхности изолятора 32 саморезами. К пластинам 34 подключается кабель управления от контроллера.
Работа электромеханического замка осуществляется следующим образом.
Электромеханический замок является нормально закрытым устройством и открывается поворотом ручки после разблокировки. 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.
Дневной режим работы замка характеризуется тем, что ригель 3 выдвигается на ограниченную величину - 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 3 за лицевую планку 2 замка происходит на максимальную величину (дополнительно на 8,5 мм) с одновременной его блокировкой, что исключает возможность отжатия ригеля 3 при несанкционированной попытке открытия замка, обеспечивая тем самым постоянное и надежное запирание замка.
Исходное состояние механизма замка (дверь открыта), как в дневном, так и в ночном режиме представлено на фиг.1. Под воздействием пружины 13 блокиратора, через упорную шайбу, установленную на стержне 9, блокиратор 8 вместе со стержнем 9 выдвигается из корпуса 1 замка за лицевую пластину 2.
Положение блокиратора 8 при перемещении ориентировано прямоугольным отверстием лицевой пластины 2 и корпуса 1, а связанный с ним стержень 9 при перемещении ориентирован по отверстию в кронштейне 10. Ползун 11, установленный на стержне 9 и прижатый возвратной пружиной возвратной 12 к упорной шайбе, установленной на этом стержне, через рычаг 16 и скобу 15 втягивает ригель 3 внутрь корпуса 1 замка.
Рычаг 16 установлен на стойке 17 в корпусе 1 замка и имеет возможность поворачиваться относительно этой стойки. Через отверстия в скобе 15 проходит стержень 14, положение скобы 15 на стержне 14 ограничено упорной шайбой, установленной на стержне 14. Со стороны ригеля 3 в зазоре между ригелем 3 и скобой 15 находится рычаг 19, имеющий возможность поворота относительно стойки 20 под воздействием фигурного кулачка 18.
Ригель 3 жестко связан со стержнем 14, соединение зафиксировано штифтом. Положение ригеля 3 при перемещении ориентировано прямоугольным отверстием пластины 2 и корпуса 1 замка, а стержень 14, соединенный с ригелем 3 проходит через отверстие кронштейна 10 и, при максимальном перемещении, упирается своей торцовой поверхностью в боковую стенку корпуса 1 замка. В ригеле 3 смонтированы два изолированных контакта 29, соединенные проводами с электромагнитом 4, по которым на электромагнит 4 подается управляющее напряжение от контроллера СКУД. Кронштейн 10 устанавливается специальным выступом в прямоугольный паз на корпусе 1 замка и фиксируется от смещений крышкой замка (не показана). На выступ кронштейна 10 базируется опорная поверхность пружины 21 кулачка 18, которая обеспечивает начальное положение кулачка 18 и ручки замка, проходящей через квадратное отверстие кулачка 18. На якоре электромагнита 4 закреплен фиксатор 6 ригеля 3, который на открытом замке под действием пружины 7, установленной на якоре электромагнита 4, своим отгибом в верхней части прижат к стержню 14 ригеля 3. На стойке 20 корпуса 1 замка устанавливается рычаг 19, втулка 23, на которую устанавливается флажок 24 и пружина 25 флажка 24. В пазу корпуса 1 замка установлен и имеет возможность перемещаться переключатель 22, обеспечивающий переключение режимов работы замка. Весь блок деталей фиксируются сверху крышкой (не показана), которая крепится к корпусу замка винтами, входящими в стойки. Рычаг 19 имеет возможность поворачиваться на стойке 20 корпуса 1 замка на угол 10°. При этом один конец рычага 19 входит в зацепления с ригелем 3 и со скобой 15, а второй конец контактирует с кулачком 18. Когда ригель 3 втянут внутрь корпуса 1 замка, рычаг 19 занимает такое угловое положение, что кулачок 18 может свободно поворачиваться вместе с ручкой замка на угол 10°, до контакта с отгибом рычага 19. При этом пружина 21, установленная на выступ кронштейна 10 прижимает правое плечо кулачка 18 к корпусу 1 замка. Флажок 24 входит в зацепление с переключателем 22, при этом флажок 24 имеет возможность свободно поворачиваться на угол 10°. При повороте флажка 24 переключатель 22 может перемещаться на 5 мм относительно крайних положений. Когда переключатель 22 находится в крайнем верхнем положении, замок находится в ночном режим работы, а когда переключатель 22 находится в крайнем нижнем положении, замок находится в дневном режиме работы. В специальные отверстия корпуса 1 замка и крышки устанавливается и фиксируется винтом с потайной головкой механизм секретности 5, поворотный элемент 26 которого может поворачиваться на 180°, при этом стойка 27 является ограничителем угла для поворотного элемента 26 механизма секретности 5. На стойке 27 установлена пружина 28, предназначенная для начального отжима поворотного элемента 26 механизма секретности 5 при отпускании ключа. Стойка 27 является также ограничителем перемещения фиксатора 6 ригеля 3 при подаче напряжения на электромагнит 4.
Замок нормально закрытый в рабочем положении (дверь закрыта) изображен на фиг.2. При переходе замка в закрытое состояние блокиратор 8, контактируя с планкой 31, плавно задвигается внутрь корпуса 1 замка. Стержень 9, на котором закреплен блокиратор 8, перемещается вправо с упорной шайбой, сжимая пружину 13. Ползун 11, установленный на стержне 9, шайбой и поджатый пружиной 12 к упорной шайбе, зафиксированной на стержне 9, перемещается вместе с ним вправо, поворачивая рычаг 16 вокруг оси 17, при этом другое плечо данного рычага перемещает одновременно скобу 15, стержень 14 и ригель 3 и поворачивает рычаг 19 влево до его упора в корпус 1 замка. При перемещении стержня 14 влево до упора фиксатор 6 ригеля 3 под действием пружины 7 опускается вниз до упора с кронштейном 10, при этом отгиб фиксатора 6 оказывается напротив торца стержня 14, тем самым блокируя его перемещения вправо. Контакты 29 в ригеле 3 упираются в поджатые пружинами 33 контакты 30 запорной планки.
Если на контактную пару 30 запорной планки контроллер СКУД подаст управляющее напряжение, то оно подается через контакты 29 ригеля 3 на электромагнит 4, который втягивает якорь, сжимая пружину 7 и перемещает вверх фиксатор 6 ригеля 3, тем самым предоставляя возможность перемещаться стержню 14, а вместе с ним ригелю 3, скобе 15 для открытия замка. При этом рычаг 19, соответственно, получает возможность поворачиваться против часовой стрелки после поворота кулачка 18, который поворачивается ручкой замка. Таким образом, можно открыть дверь, поворачивая кулачок 18 ручкой замка по часовой стрелке, при этом рычаг 19 поворачиваясь против часовой стрелке, перемещает скобу 15, закрепленную на стержне 14, а вместе с ним ригель 3 до момента открытия двери. В определенный момент контакты 29 ригеля 3 и контактная пара 30 запорной планки перестают взаимодействовать (касаться) друг с другом, т.е. цепь питания электромагнита 4 разрывается, при этом фиксатор 6 ригеля 3 под действием пружины 7 опускается вниз до контакта со стержнем 14 своим отгибом, но не мешает ригелю 3 перемещение вправо до упора стержня 14 в корпус 1 замка для полного открытия замка. Одновременно с перемещением ригеля 3 внутрь корпуса 1 выдвигается под воздействием рычага 16 и пружины 13 блокиратор 8 до момента упора стержня 14 ригеля 3 в стенку корпуса 1. Замок переходит в состояние «Открыто».
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.