CN1020985C - 带卡片操作的锁机构的电气开关装置 - Google Patents

Abstract

一种带有一个卡片操作的锁机构的电气开关装置。锁机构的磁性销被插入的卡片钥匙的磁性区从锁住位置的推向打开位置。卡片进一步插入时电气开关被锁机构上的片簧装置所促动而动作到第一连接状态(合或断或其组合)，在卡片从锁机构中抽出时电气开关被片簧装置所促动而动作到第二连接状态(合或断或其组合)，从而实现不同的组合的控制方式。亦可通过跟带有凸轮装置的锁机构结合将插入的卡片夹持住而毋须藉外力即可将电气开关保持在第一连接状态。

Description

本发明涉及一种改进的磁性钥匙操作的锁机构，更具体地说，涉及电气开关的启动以及一种靠插入一把正确编码的磁性钥匙以实现门把手或手柄跟门的锁闩机构连接并从锁上移开该磁性钥匙即将把手或手柄脱离该锁闩机构的门锁。

在布鲁斯.S.塞德利-本申请的所有人与承让人-所有的美国专利4，133，194号中所描述的是一种和门锁一起使用的公认的磁性钥匙操作机构。在该取得专利的门锁中，一把磁性钥匙操作一个常规的圆柱形门锁，基本上不需要对锁作改装，在其中有一个门锁外壳装有安装在锁成套件的常规心轴上的磁性操纵元件。使用时，将一把正确编码的卡片钥匙插入门把手外缘上的一个槽口内，实现门把手跟一根常规驱动杆连接以打开锁成套件的构件。

虽然这专利装置在大多数场合使用是满意的，但在使用中存在一些缺点，因此就需要改进。首先，在转动把手时要将卡片保持在门把手的槽内以保持打开机构接合上。还有，这专利装置所用的把手的直径显著地大于大多数门把手的直径，当锁芯离门边很近时，转动把手就很不便。后一个缺点使这专利装置几乎不能用在窄门框的、锁芯离门边很近的铝玻璃门上。

还有，这专利装置主要是按圆门把手型的锁考虑设计的，因此不大容易适应现在很多建筑工程所指定的符合残废人使用规范的杠杆或手柄操作。

本发明的一个主要目的是提供一种磁性钥匙操作机构，这种机构能 够驱动不同的装置，诸如一个门锁，在这装置内该机构装在一个直接安装在门的外表面上的外壳内，这外壳有一个供卡片钥匙进出的、向下延伸并总的跟门的主面平行的槽。

本发明还有一个目的是提供一种磁性钥匙操作的锁，这锁能使用一个常规的圆把手或是杠杆臂手柄。

另一个目的是提供一种锁，这种锁的安装位置定向可以按钥匙从上面、底面或任一侧面插入而定，为的是屏蔽槽口或是方便使用者。

又另一个目的是提供一种机械卡片钥匙操作的锁，这种锁在打开状态下夹持着卡片使卡片可以被放开而同一只手可以用来转动把手或手柄来打开门。

还有一个目的是提供一种用在锁芯离门边很近的门上的小宽度的卡片钥匙操作的锁机构。

还有另一个目的是提供一种磁性钥匙操作的锁，这种锁可以快而简单地改变以变更锁密码。

还有另一个目的是提供一种象在前面的目的内的磁性卡片钥匙操作的锁，这种锁一经驱动到打开状态就自动保持打开直到卡片钥匙基本上完全离开锁为止。

上面的目标提供装置以驱动并将电气开关器件在钥匙基本上留在槽里期间保持在“合”或“断”状态。

本发明的目的通过以下的技术解决措施耒实现。本发明提供一种带有一个卡片操作的锁机构的电气开关装置，这卡片操作的锁机构具有一个带有按预定排列布置的多个通孔的锁板，一个靠近锁板设置的、包括多个在其上按照所述预定排列排位的孔的芯子，设置在至少一些芯子开孔内并有部分受磁偏置伸展入锁板孔内以防止芯子与锁板产生相对运动的可磁化销，所述销子在一张带编码磁性区的卡片插入一个第一段距离来对准芯子时被推动脱离锁板孔，所述卡片进一步插入使芯子运动到打 开位置，这卡片操作的锁机构还包含有其上具有一个部分用来接触芯子的片簧装置，以及带在所述芯子上的用来接触所述片簧装置以推动这片簧装置的推动器装置，该电气开关装置在卡片进一步插入、带动芯子向内运行时被片簧装置促动到第一连接状态，并在卡片从锁机构抽回时被片簧装置促动到第二连接状态。电气开关在卡片保持在锁机构内的期间被保持在第一连接状态，直到卡片从锁机构抽回为止。锁机构还包含有可摆动地装在所述芯子上的凸轮装置，这凸轮装置具有一个第一凸轮部分，这第一凸轮部分用来跟所述卡片接合以可释放地将一个第二凸轮部分锁住靠在限位弹簧装置上，使芯子（24）在卡片基本上拔出前保持在打开状态，同时插入的卡片通过凸轮装置与限位弹簧装置的作用被夹持在锁机构内而毋须依靠外力、例如用手按住以将该电气形状保持在第一连接状态。

本发明的一个实施例是与门锁连系的。一个壳体装在门上盖在连接门锁闩或锁栓回缩机构的开孔上，这壳体在顶壁部分有一个槽，通过这个槽一个卡片钥匙可以插入将卡片上的编码磁性区对准锁内的磁性反应元件以打开锁机构并让一个圆把手或杠杆臂旋转以缩回锁闩或锁栓以打开门。更具体地说，在一个正确地编码的卡片钥匙被容纳入壳体槽内后，该卡片就可以进一步进入槽内，驱动一个弹簧驱动装置靠上一个连接花键使它跟一个与门把手或杠杆臂手柄相连的转轴所带的心轴花键接合。在接合上后锁机构就被机械地闩在打开状态。滑动的连接花键跟与门锁机构相联的部件连在一起，这样，转动把手或杠杆手柄将会导致门锁机构回缩。当磁性卡片钥匙从壳体槽中抽出，弹簧加载的构件即将连接花键跟心轴花键分开从而将手柄或把手跟锁闩或锁栓回缩装置分离。

作为进一步的特点，壳体内的内部锁机构一经打开，它就在磁性卡片从锁壳体基本上全部抽出以前一直保持打开。

图1是成套的编码卡片钥匙锁机构与相连的门锁锁闩金属件的透视 图，有一个卡片钥匙装在里面。

图2是沿图1线2-2取的侧立面剖视图，示出锁住状态的内部锁机构。

图3是沿图2线3-3取的后立面剖视图。

图4是跟图2同样的剖视图，示出打开状态的锁机构。

图5是在卡片插入前保持锁机构在打开状态的装置的放大剖视图。

图6是一个跟图5同样的剖视图，示出卡片插入所发生的变化。

图7是从锁机构壳体取下来的锁机构模件的透视图。

现在参看附图，具体地参看图1，示出一个这里要描述的用来装在一个门上的并总的编号为10的磁性编码卡片钥匙操作锁机构。具体地从外面看，这个锁机构包括一个具有一个背表面来装平到门表面上的大致是长方形的外壳11。这锁机构可以跟一个杠杆手柄12、或者一个常规的图示为13的圆把手一起使用。

如在布鲁斯.S.塞德利的美国专利4，077，242号“金属磁性钥匙”中更具体地描述的那样，所用钥匙一般是一张卡片的形式，它在整个主面上有一个编码性质的预定的磁性点的排列来跟内部锁机构的装置共同起作用以打开或解除门锁成套件的锁住状态。

所描述的发明的一个起始的和重要的特点是用来打开门的卡片钥匙14是在壳体11顶壁上一个槽15插进去，并且在整个使用过程中钥匙方便地保持在直立位置，这样它就不容易被不经意地掉出或移位，如可能发生在某些已知的、卡片是插在要转动的带槽把手内的卡片操作装置中那样。虽然这个槽是被描绘和描述成设置于壳体的顶部，这位置是有一定优点的，但是这槽可以很容易地配置在壳体壁任何一面上，侧、顶或底部。如将要描述的那样，还设有这样的装置，当锁机构一经打开并且卡片保持在锁壳槽15内，它就将锁机构保持在打开状态。这两个特点使整个装置能用一只手来操作，因为当正确卡片全部插入后，同一只手就可 以腾出来操作把手或手柄开门。

本锁机构还有一个优点是，当它处在锁住状态时，在门锁闩16和手柄12之间没有机械连系与连接，因此即使手柄从壳体11前面扯开也不能从门的前面转动门的锁闩机构。这就提供了一种与那些例如安全度较低的“门把手”式锁相对的所谓“高安全度”锁。虽然图示的是一个锁闩16，但这机构同样可以用锁栓及其它锁住机构来操作。

现在参看图2，示出了图1的侧立面剖视图，壳体11有一个整体的前壁17和两个侧壁并有一个被后板18盖住的敞开的后背。当装在门上时，在锁壳体的下端有一个空心圆柱形构件18′从壳体前壁17向内外延伸并穿过它装有手柄心轴39及其相连件。

一个磁性卡片钥匙14在穿过槽15插入时在相面对配置的一对板19与20之间通过。更具体地看，盖板20固定地配置在一个所谓锁板21上面以提供一个基本上是平的表面让卡片14的一个主表面在卡片插入时可以沿着它滑进。屏板19被装在模件前盖23与屏板之间的片簧22弹性地推向盖板20。

一个长形的板状的驱动器或芯子24可滑动地装在一块模件背板25上使芯子从凸边26紧靠板20与21下端的最上位置运动到该凸边基本上跟这些板的下端离开一段距离的第二或下位置（图4）。这芯子有多个开孔27横向伸展进入芯子内并跟板21基本上成90°，这些开孔按锁的特定编码的排列与数目来容纳磁性可动销子28。在锁住状态，销子28伸入锁板21上的孔29内，防止芯子跟锁板产生相对运动。当正确编码的卡片14在板19与20之间插到尽头时，卡片上的磁化区使那些跟卡片磁化区对准的销子28向容纳孔27底部作轴向运动（即沿离开板20与21的方向），同时脱离锁板21上的相应孔，让芯子可从它的上位运动到它的下位或脱开位置。在模件背板25与芯子24之间连接有一个螺旋弹簧29′，在卡片拿开后它会将芯子弹性地推向它的最上位置或锁住位置来将锁机构复位到锁 住状态。

在芯子24的后表面上（面对板18）的一个推动器30有一个下向的斜凸轮表面31，它一直跟片簧33的一个端部32接合。比较图2与图3可以清楚看出，弹簧33的下端伸长成一个轭34。弹簧的中部有一个开口35，弹簧29′即伸展在其中，开口的下端被打弯形成平贴着推板表面31的端部32。两个细长的限位弹簧部分36与37从弹簧33的顶缘向下伸展，在弹簧中间部分每边一个并每一个端接一个弯角端56（图5与图6）。弹簧上缘开了槽口并用螺纹件38固定到模件背板25上这样它就大致平行于背板与芯子来伸展。

还是参阅图2，门手柄12用内螺栓40与外螺母41固定在一个空心圆柱形心轴39上，心轴带轴颈可旋转地装在壳体圆柱形配件18′内。一个在其外表面上具有纵向伸展花键的心轴花键42压入一个在心轴39内并与之同轴的容纳孔内，同时留下一段实体的花键端部向外伸展。一个定位杆43从花键42外端沿花键圆柱轴线伸展并被容纳在锁花键驱动装置44的一个中心孔内，标记为45的驱动装置44的外端跟门锁闩机构（未示出）连接上。这杆43在锁花键驱动装置44内自由转动并且不会把一个驱动力传送到门锁闩机构。

一个空心的连接心轴46有一个可跟心轴的花键42啮合的纵向伸展的内花键。连接装置46的外端直径缩小到能接受片簧的轭34套在上面。一个装在套在连接装置46上的一个导筒48内的压缩弹簧47促使两者沿它们的公共轴线方向推开。

一个装在导筒48外面的扭簧49，其作用是使手柄12在被转动开了门以后回到一个预定的起始位置。

弹簧49的外端63固定到导筒48的上凸缘的孔64内。这凸缘可以被转动并固定在不同的位置以将弹簧49偏置向右或向左。弹簧49的另外一端62则固定在限位垫圈61的孔65内。这限位垫圈限制手柄心轴39的旋转并 固定在其上。限动柱66固定在壳体11上。

现在参阅图2与图4，可看出芯子24运动到它的最低点（脱开位置）就带动了凸轮表面31推着片簧端部32使弹簧的轭34驱动连接花键46跟心轴花键42啮合。这样在手柄12和锁花键驱动装置44之间就存在一个直接驱动关系，就可以驱动门的锁闩机构来打开门。

当卡片被拿开，在芯子再一次从图4位置向上运动到图2位置过程中，压缩弹簧47的反作用力推动连接花键脱离心轴花键，再一次建立了锁住状态。手柄12可自由旋转，弹簧49使它的回到它的开始位置。如果用圆把手13而不用一个手柄，就不用弹簧49，限位垫圈61用一个不带限位的定位垫圈来代替，把手就可以自由地左右旋转。

使用了一个片簧作为芯子运动与连接花键46之间的驱动连接，如果连接装置上的花键跟心轴42上的花键啮合不上（即两个花键顶死），片簧即有轻微变形但保持压力，这样即使手柄有很轻微的动作也会很快使两个花键啮合上。即使保持在应力状态下，片簧也不会保持卡住不动。

为着随后的关于在卡片14在槽15内期间用来维持内机构在打开或脱离状态的装置的描述，还要补充参阅图3与细部图5与6，图3是图2装置的一个后立面剖视图。第一和第二短轴50和51固定到芯子24的侧壁上并大致平行于板20和21伸展。每个短轴上分别装有一个可旋转的凸轮52和53，每个凸轮包括一个凸轮表面54与一个钩状锁住部分55。在板19、20与21上的开口容许凸轮表面54穿越以跟在板19与20之间插入的卡片14接触接合，这就将两个带钩的端部55推向片簧臂36与37，这是为了将要描述的目的。

当卡片14穿过槽15并在板19与20之间运动时，它跟凸轮52与53的凸轮表面54接合上，将钩端55推向限位弹簧36与37，如图6中所见。当卡片靠上芯子凸边26并将它向下推时，芯子与凸轮都被带向限位弹簧36与37的弯角端56使这些弹簧偏移一定量，如图6中点划线所示。当芯子凸 边26在锁机构内到了底，凸轮钩端55跟限位弹簧的弯角端56接合上。只要正确的卡片被插入以打开这机构并保持在板19与20之间的位置上，这些凸轮就被保持在该位置上，因为卡片封住了板19上的凸轮槽。因此芯子被锁在保持花键42与46啮合的位置上，并因此门保持打开。当卡片抽出脱离了凸轮表面54时，一直对芯子施加一个拉力的芯子返回弹簧29′就能够开始将芯子拉回到锁住位置。在这动作过程中，凸轮被限位弹簧臂36与37推动使它们转动再一次进入板19的空间，这就使凸轮钩端55跟限位弹簧的弯角端56脱离。这样，弹簧29′继续将芯子拉动向上，这又跟着拉动斜面推动器30和凸轮表面31离开片簧33的端部32。轭34抬起让螺旋弹簧47推动连接花键46使它跟心轴花键42脱离，锁机构再一次建立锁住状态。

卡片锁机构的各种部件，包括用来啮合花键42与46以建立相应的脱离与锁住状态的片簧与凸轮，装配成一个如图7所示的单元模件57。这模件包括一个模件前盖23，弹簧22，板19、20、21，带有编码磁体28在其凹孔27内的芯子24，侧凸轮52与53，模件背板25，片簧33与螺旋弹簧29′，所有这些用螺纹件38与58连在一起。还有，这模件的尺寸是这样定的，是要使它配合很好地装配在壳体11内，槽口15对准板19与20之间的空间。这模件57用定位销59对准在模件前盖23上的孔60以及后板18来定位保持在壳体11内。这模件结构不但使制造装配容易而且允许就地很快就可以更换编码装置。

模件57的一个受欢迎的特点是，卸掉片簧33，芯子弹簧29′和两个螺钉58，编码芯子24就可卸下来更换磁性锁销28而不需要进一步拆卸组件57的其余部件。

描述模件57跟其他另部件相互作用以跟门锁装置一起起作用的例子只是使用这个组件的一个实施例。同样有用的是这模件能够像在图7描绘的那样驱动电气开关装置，其中片簧33直接跟电气开关装置67接触并 驱动它。这模件能够保持锁住或打开状态，提供“合”与“断”开关功能，视卡片是否在组件内而定。

因此本发明的使用并不限于门锁，在其他只要这些装置需用卡片钥匙操作驱动并且只要卡片钥匙保持在这模件内这样的驱动就继续维持。机械与电气装置方面的使用也属于本发明范围之内。

Claims (3)

1、一种带有一个卡片操作的锁机构的电气开关装置，这卡片操作的锁机构具有一个带有按预定排列布置的多个通孔(29)的锁板(21)，一个靠近锁板(21)设置的、包括多个在其上按照所述预定排列排位的孔(27)的芯子(24)，设置在至少一些芯子开孔(27)内并有部分受磁偏置伸展入锁板孔(29)内以防止芯子(24)与锁板(21)产生相对运动的可磁化销(28)，所述销子(28)在一张带编码磁性区的卡片(14)插入一个第一段距离来对准芯子(24)时被推动脱离锁板孔(29)，所述卡片(14)进一步插入使芯子(24)运动到打开位置，这卡片操作的锁机构还包含有其上具有一个部分(32)用来接触芯子(24)的片簧装置(33)，以及带在所述芯子(24)上的用来接触所述片簧装置以推动这片簧装置的推动器装置(30)，其特征在于，该电气开关装置(67)在卡片(14)进一步插入、带动芯子(24)向内运行时被片簧装置(33)促动到第一连接状态，并在卡片(14)从锁机构抽回时被片簧装置(33)促动到第二连接状态。

2、按权利要求1的带有一个卡片操作的锁机构的电气开关装置，其特征在于电气开关（67）在卡片（14）保持在锁机构内的期间被保持在第一连接状态，直到卡片（14）从锁机构抽回为止。

3、按权利要求1的带有一个卡片操作的锁机构的电气开关装置，其特征在于锁机构还包含有可摆动地装在所述芯子（24）上的凸轮装置（52、53），这凸轮装置具有一个第一凸轮部分（54），这第一凸轮部分用来跟所述卡片（14）接合以可释放地将一个第二凸轮部分（55）锁住靠在限位弹簧装置（36、37）上，使芯子（24）在卡片基本上拔出前保持在打开状态，同时插入的卡片通过凸轮装置与限位弹簧装置的作用被夹持在锁机构内而毋须依靠外力、例如用手按住以将该电气形状（67）保持在第一连接状态。

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