ПРИВОД ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ЗАМКА

Область техники
Полезная модель относится к конструкции приводов запирания/отпирания преимущественно малогабаритных электромеханических замков, управляемых непосредственно по месту их установки или дистанционно и предназначенных в основном для оснащения холодильных шкафов, продуктовых ларей, корпусной (в особенности, офисной) мебели, камер хранения, внутриквартирных дверей и т.п. устройств, имеющих по меньшей мере один неподвижный и по меньшей мере один подвижный элемент.
Уровень техники
Упомянутые выше замки являются изделиями массового производства и потребления. Надежность их запирания, удобство и скорость отпирания, безопасность и экономичность в эксплуатации существенно зависят от конструкции приводов.
Большинству этих требований соответствуют приводы запирания/отпирания на основе электромагнитов, якоря которых кинематически связаны с подвижными ригелями или крюками (см., например, US 1,471,455 и US 4,756,566). Такие приводы быстро срабатывают, потребляют энергию только при включении и просты в изготовлении и обслуживании.
К сожалению, любой замок, в котором якорь приводного электромагнита непосредственно связан с ригелем или крюком, можно легко открыть после обесточивания обмотки электромагнита.
Поэтому приводы электромеханических замков на основе электромагнитов обычно снабжены разнообразными стопорами подвижных запорных элементов (см., например: GB 2230550, GB 2255368, акцептованные заявки JP 56-22888 от 03.04.81 и JP 57-66281 от 22.04.85, ЕР 0542611, ЕР 0555123, WO 95/17570, WO 97/05532 и мн. др.).
Однако практика эксплуатации электромеханических замков показала, что их приводы предпочтительно изготавливать на основе реверсивных электродвигателей и, при необходимости, подходящих трансмиссий.
Привод запирания/отпирания электромеханического замка, который наиболее близок к предлагаемому далее приводу по технической сущности, известен из описания полезной модели к патенту России №79916. В одном из вариантов воплощения изобретательского замысла этот известный привод имеет:
корпус с втулкой, ограничивающей частично открытый сверху аксиальный проем для размещения ступенчатого ригеля, снабженного концевым (в частности, грибовидным) выступом для фиксации замка в положении «закрыто»,
стопорную серьгу, которая имеет относительно массивную нижнюю часть и относительно легкую верхнюю часть и подвешена в корпусе с возможностью возвратно-вращательного движения между положением «над проемом» для обеспечения свободного входа/выхода ступенчатого ригеля замка и положением «внутри проема» для стопорения концевого выступа этого ригеля,
прикрепленный к корпусу реверсивный электродвигатель, имеющий контакты для подключения к контроллеру и выходной вал, который ориентирован параллельно геометрической оси указанного проема и оснащен передачей «винт-гайка», винт которой связан с Z-образным толкателем верхней части серьги.
Электромеханический замок с таким приводом при закрытии дверцы автоматически запирается вследствие западания серьги под действием силы тяжести за закраину концевого выступа ригеля и остается запертым до включения привода поворота серьги вокруг оси.
Однако во многих случаях нужно длительное время удерживать замок в положении «открыто» и при этом многократно открывать-закрывать дверцу. Например, при загрузке холодильных шкафов их дверцы приходится на время подачи каждой очередной партии товаров прикрывать во избежание потерь энергии на охлаждение. При этом многократное запирание/отпирание дверец снижает производительность загрузки и существенно увеличивает расход энергии на питание двигателя.
Сущность полезной модели
В основу полезной модели положена задача усовершенствованием кинематической схемы создать такой привод, который способен обеспечивать запирание и отпирание электромеханического замка только по внешним командам.
Поставленная задача решена тем, что привод электромеханического замка согласно изобретательскому замыслу имеет:
корпусной элемент, который может быть по меньшей мере частью корпуса замка,
прикрепленный к корпусному элементу реверсивный электродвигатель, имеющий контакты для подключения к подходящему контроллеру и выходной вал,
двухступенчатый редуктор, содержащий ведущее зубчатое колесо, посаженное на выходной вал электродвигателя, пару зубчатых колес, закрепленных на установленной в корпусном элементе общей оси, из которых большее колесо сцеплено с указанным ведущим зубчатым колесом, а меньшее колесо сцеплено с выходным зубчатым колесом, которое установлено в корпусном элементе на отдельной оси и имеет кривошип,
изогнутый шатун, один конец которого кинематически связан с кривошипом, а средняя часть свободно огибает ось вращения выходного зубчатого колеса,
пружину, которая одним концом присоединена ко второму концу изогнутого шатуна и служит накопителем потенциальной энергии и толкателем, и
ригель, который установлен в отверстии корпусного элемента и соединен со вторым концом указанной пружины.
Такой привод может срабатывать на отпирание или запирание замка только по внешним командам и, соответственно, надежно удерживать ригель в одном из крайних положений, что существенно снижает потребление энергии при загрузке или разгрузке холодильных шкафов.
Дополнительное отличие состоит в том, что ведущее зубчатое колесо со стороны, противоположной выходному валу электродвигателя, имеет центральное отверстие, в которое вставлен один конец оси выходного зубчатого колеса. Это снижает вероятность расцепления зубчатых колес в редукторе.
Краткое описание чертежей
Далее сущность полезной модели поясняется подробным описанием конструкции и работы привода со ссылками на чертежи, где изображены на:
фиг.1 - общий вид привода запирания/отпирания электромеханического замка в положении «открыто» (продольный разрез);
фиг.2 - сечение по АА с фиг.1.
Наилучшие варианты воплощения изобретательского замысла
Независимо от конкретной формы выполнения отдельных частей и места монтажа предложенный привод электромеханического замка имеет (см. фигуры 1 и 2).
корпусной элемент 1, который может быть по меньшей мере частью корпуса замка,
прикрепленный к корпусному элементу реверсивный электродвигатель 2, имеющий не показанные особо контакты для подключения к подходящему контроллеру и не обозначенный особо выходной вал,
двухступенчатый редуктор, содержащий ведущее зубчатое колесо 3, посаженное на выходной вал электродвигателя 2, пару зубчатых колес, закрепленных на установленной в корпусном элементе общей оси 4, из которых большее колесо 5 введено в зацепление с указанным ведущим зубчатым колесом 3, а меньшее колесо 6 сцеплено с выходным зубчатым колесом 7, которое установлено в корпусном элементе 1 на отдельной оси 8 и имеет кривошип 9,
изогнутый шатун 10, один конец которого кинематически связан с кривошипом 9, а средняя часть свободно огибает ось 8 вращения выходного зубчатого колеса 7,
пружину 11, которая одним концом присоединена ко второму концу изогнутого шатуна 10 и служит накопителем потенциальной энергии и толкателем, и
прямой (предпочтительно, но не обязательно круглый в поперечном сечении) ригель 12, который установлен в не обозначенном особо отверстии корпусного элемента 1 и соединен со вторым концом указанной пружины 11.
Как правило, ведущее зубчатое колесо 3 со стороны, противоположной выходному валу электродвигателя 2, имеет центральное отверстие, в которое вставлен один конец оси 8 выходного зубчатого колеса 7.
В зависимости от размеров замка и, соответственно, от потребляемой мощности для питания обмотки электродвигателя 2 могут быть использованы низковольтные (с рабочим напряжением до 12 В) источники тока типа батареек или аккумуляторов.
Описанный привод работает следующим образом.
При включении реверсивного электродвигателя 2 по команде оператора на запирание или отпирание электромеханического замка выходной вал поворачивает ведущее зубчатое колесо 3 (см. фиг.1) условно влево или вправо таким образом, чтобы прочие звенья редуктора вывели кривошип 9 на выходном зубчатом колеса 7 в условно верхнее (см. фиг.2) или условно нижнее положение с незначительным отклонением от верхней или нижней мертвой точки.
Соответственно, изогнутый шатун 10 будет перемещать пружину 11 и ригель 12 либо условно вверх в положение «открыто», как это явно показано на фиг.2, либо условно вниз в положение «закрыто».
Когда реверсивный электродвигатель 2 выключен, звенья редуктора выполняют роль стопора, удерживая ригель 12 в заданном положении сколь угодно долго.
Промышленная применимость
Электромеханические замки на основе предложенного привода запирания/отпирания могут быть легко изготовлены промышленным путем и широко использованы для оснащения преимущественно холодильных шкафов и продуктовых ларей, выставочных стендов, корпусной (преимущественно офисной) мебели и других изделий.