CN1867744B - 锁定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锁定装置，两个部分可通过该锁定装置而相互锁定，例如将门锁定在其门框构造上。该锁定装置包括固定在锁单元上的第一锁定件，固定在配对部件上的第二锁定件，以及优选为锁单元一部分的作用件。第一锁定件和第二锁定件是夹合支架，例如，当门被锁定在其门洞中时，在锁单元和配对部件相互靠在一起时，第一锁定件和第二锁定件就相互形成挂钩式夹合。夹合支架基本上处于门运动的方向上。作用件的任务是在锁定装置锁定时保持夹合支架处于重叠位置中。作用件的位置可改变，并且锁定装置的当前状态取决于该位置。

Description

锁定装置

发明领域

本发明涉及用于将两个部件相互锁定在一起、例如将门或小门(hatch)锁定在门或小门门洞的门框构造上的锁定装置。

背景技术

图1显示了普通的锁定装置，其包括锁单元4和配对部件(counterpart)5。通常，锁单元安装在门1中，并且配对部件5安装在门框2中，但其它的安装方式也是可以的。锁闩6从锁单元运动(推动或转动)至配对部件、即撞击板中。在图1的示例中，撞击板安装在门框中，并且可以看到，在锁门时，锁闩就被推入门框和撞击板上的孔中。

锁闩的必要运动例如在破坏行为的情形下必须足以保持门关闭，尽管存在门间隙、即门和门框之间的间隔8，然而，该间隙根据门的类型、安装公差、温度等等而有所变化。典型地，门间隙在1毫米至5毫米之间。通常，锁闩的运动为14毫米，或者在高安全等级的门上甚至达20毫米。锁闩例如通过钥匙、电动机或按钮来移动。

通常，锁闩的运动横向于门(开门和关门的方向上)的运动，因此在开门时施加在门上的力、例如密封件3所导致的密封力或推门的力，将使锁闩的运动变得相当困难，这是因为在锁闩与例如撞击板之间存在摩擦。在锁的内部构件7中以及在锁闩和锁单元的其它构件之间也存在摩擦。这也意味着，当通过钥匙或电动机开锁时，需要有较大的力来克服可能存在的力和摩擦。

另外，在入室行窃的情形下，会在锁闩上施加了相当大的弯曲应力，因此这些构件必须制作成具有很大的尺寸。

因为需要有较大的力来移动锁闩以及锁闩的较大运动，因此所需的能量对于电池操作而言通常太大。另外，需要大功率的和昂贵的电动机轴承。就需要能量消耗而言，必须考虑紧急逃生出口条例(标准EN1125)，根据该条例，即使在门的中心部分施加了1000牛顿的横向作用力，锁定的门也必须能够开启。利用现有已知的解决方案来满足这一要求是非常困难和昂贵的。

另外，以前采用了许多传感器来检测待锁定目标如门的状态。已采用单独的传感器来表示，例如门是否开启，锁的锁定和锁开启。本发明的目的是减少现有技术中的上述问题。该目的通过所附权利要求中的公开内容来实现。

发明简介

根据本发明的系统具有新的机构，其可取代基于锁闩的已知锁定装置。作为锁闩的替代，本发明使用了连接在锁单元上的第一锁定件，连接在配对部件、简言之为撞击板上的第二锁定件，以及优选为锁单元一部分的作用件(acting element)。

第一和第二锁定件是夹合支架(gripping bracket)，它们在锁单元和配对部件处于彼此靠在一起的安装位置、例如当门关闭在其门洞中时，相互之间形成了挂钩式夹合。因此，锁定件可被描述为两个掣子，它们在处于相互重叠(相互接触，这些部件保持基本上相互接触，尽管有一定的外力或者甚至有助于保持这种接触的外力)的位置时相互夹合。在安装位置(例如锁单元固定在门和门框上时的位置)中，夹合支架大致横向于待转动部分(例如门)的摆动轴线，即，当待转动部分靠在其配对部件上、例如当门关闭在门洞中时，夹合支架基本上处于运动路径的方向中。夹合支架带挂钩与否取决于其设计。采用适当的设计，挂钩可制作成非常小，例如在支架上仅仅有浅的弯曲。

作用件的任务是在根据本发明的锁定装置锁定时，将夹合支架保持在重叠位置中。作用件的位置可改变，并且锁定装置的当前状态取决于该位置。在作用件和第一锁定件之间存在间隔，其宽度取决于所述位置。当支架相互重叠时，第二夹合支架处于该间隔中。

当间隔处于其最窄状态时，仅仅有用于第二夹合支架的空间。因此，作用件和/或第一夹合支架可压在第二夹合支架上，或者在第二夹合支架的两侧保持了小的间隔。夹合支架和作用件形成为使得当间隔最窄(作用件因此处于前端位置)并且作用件锁定时，无法将第二夹合支架从作用件和第一夹合支架之间拉开，而是支架保持在重叠位置中。当夹合支架在其一端固定在锁单元和配对部件上，并且锁单元和配对部件分别固定在例如门和门框上时，就实现了所需的锁定。

如果作用件未锁定并且间隔处于其最窄状态下，则第二夹合支架可从作用件和第一夹合支架之间被拉离开，因而第二夹合支架同时地将作用件从前端位置压到退回位置，因而间隔处于其最宽状态。实际上，在真实的安装情形中，将夹合支架从间隔中拉出意味着打开门。在这种情况下优选将作用件保持在退回位置中，即间隔较宽，这是因为当打开的门关闭时，第二夹合件更容易进入间隔中，即与第一夹合支架重叠。在第二夹合支架进入间隔中的同时，可将作用件从退回位置中释放开，因而就允许它运动至前端位置。

基本上和优选的是，作用件是垂直臂，其第一端(其在该文的示例中为上端)铰接在锁单元的主体上。铰链形成了该臂可围绕其转动的支撑件。在前端位置中，该臂处在离第一锁定件最近的位置，因而上述间隔最窄。在退回位置中，该臂离第一锁定件最远，因而上述间隔处于其最宽状态。该臂的面向第一锁定件的表面包括夹合舌片(tongue)，其形状顺应于锁定件的形状。

该臂还可包括凹槽，其带有设在其中以用于将臂保持在上述退回位置中的保持弹簧。当压力施加在保持弹簧的释放支架上时，保持弹簧就运动脱离开凹槽，因而该臂可运动至前端位置。

作用件可被安全掣子锁定在其前端位置中，安全掣子压在作用件臂的后缘上。安全掣子包括卷轴(reel)，其中心处于作用件臂的后缘一侧，而当安全掣子接通时，滚筒的周边压紧该臂的后缘。当安全掣子断开，卷轴的中心部分位于该臂的后缘外侧，因而卷轴允许该臂通过外力而运动至其退回位置中。

卷轴固定在掣子的臂上(优选通过其中心部分)。该掣子的臂在一端、即固定端而固定(例如铰接)在锁单元的主体上。该臂的另一端铰接在传动构造上。传动构造传递例如来自于电动机或机械动力设备如钥匙或锁把手的动力，以便促动安全掣子(卷轴)接通和断开。

如果安全掣子未接通，则当压力施加在作用件上(实际上将夹合支架压靠在作用件上)时，就允许作用件运动至退回位置，更详细地说，安全掣子和传动构造的机件因作用力而运动，从而允许作用件的臂运动至退回位置。当该臂从退回位置回到前端位置时，安全掣子和传动构造的机件回到其起始状态，即其中机件处在压紧作用件的力使它运动至退回位置之前的状态。

因此，本发明涉及包括第一锁定件和第二锁定件的锁定装置，其中第一锁定件包括第一自由端，其在处于安装位置时大致横向于待转动部分的摆动轴线，第二锁定件属于配对部件并且包括第二自由端，第二自由端在处于安装位置时大致横向于待转动部件的摆动轴线。这两个锁定件设置成用于一起操作，使得当所述单元相互贴靠而处于安装位置中，而门、小门等等处于关闭位置时，这两个锁定件相互重叠。另外，该装置包括作用件，其被可控地支撑以用于实现锁定，并且为了实现锁定而设置成横向地作用于所述锁定机构上，使得在处于所述位置中时，锁定件与作用件重叠在一起，从而通过使所述单元相互夹合在一起来防止锁单元和配对部件运动脱离开所述接触位置。

附图清单

在下文中，参考附图通过示例方式来介绍本发明，其中：

图1显示了现有技术的示例，即普通的碰锁，

图2显示了从上方看去的根据本发明的构造的简单示例，其中锁定装置安装在门和门框中，

图3显示了从上方看去的根据本发明的一种构造的另一简单示例，其中锁定装置安装在门和门框中，并且锁定件与图2的锁定件不同，

图4显示了从侧面看去的根据本发明的作用件的简单的示例性情形，

图5显示了从侧面看去的根据本发明的作用件的另一简单的示例性情形，

图6显示了从侧面看去的根据本发明的作用件的第三简单的示例性情形，

图7显示了夹合支架形式的示例以及调节锁定装置以用于不同门间隙的示例，

图8显示了带有接通的安全掣子的锁单元的传动构造的第一示例，

图9显示了从同一方向看去的图8的剖视图，

图10显示了从所示方向和位置看去的图8的剖视图，

图11显示了图9中所示的部分的局部放大图，

图12显示了带有断开的安全掣子的锁单元的传动构造的第一示例，

图13显示了从同一方向看去的图12的剖视图，

图14显示了从所示方向和位置看去的图12的剖视图，

图15显示了图13中所示的部分的局部放大图，

图16显示了锁单元的传动构造的第一示例，其中安全掣子断开并且作用件处于退回位置，

图17显示了从同一方向看去的图16的剖视图，

图18显示了从所示方向和位置看去的图16的剖视图，

图19显示了图17中所示的部分的局部放大图，

图20显示了锁单元的传动构造的另一示例，其中安全掣子接通，

图21显示了锁单元的传动构造的另一示例，其中安全掣子断开，

图22显示了锁单元的传动构造的另一示例，其中安全掣子断开并且作用件处于退回位置，

图23显示了锁定装置的保持弹簧的一个示例，

图24显示了第二锁定件如何作用于保持弹簧上的示例，

图25显示了与锁定件和作用件相配合的保持机构的操作的示例，

图26是根据本发明的方法的示例性流程图，

图27显示了传动构造和安全掣子的另一个示例，其中作用件处在前端位置，

图28显示了图27的传动构造和安全掣子，其中安全掣子已经被驱动打开，

图29显示了图27的传动构造和安全掣子，其中作用件处在后端位置，和

图30显示了图27-29所示传动构造的主动轮和蜗轮。

本发明的描述

图2显示了从上方看去的根据本发明的一种构造的一种简单示例，其中锁定装置安装在门1和门框2中，在图2的示例中，锁单元4安装在门中，而配对部件26安装在门框中。第一锁定件、即夹合支架22固定在锁单元(其主体)上，而第二锁单元、即夹合支架23固定在配对部件上。在该图所示的情形下，在门关闭在门洞中时，夹合支架22，23相互重叠。

锁单元还包括作用件21，其夹合支架24成形为符合夹合支架22，23的形状。因此，当第一锁定件的支架22和作用件之间的间隔处于其最窄状态、即当作用件处于前端位置时，第二锁定件23具有刚好足够的空间以便定位在开口中，因而作用件和支架的形状可在作用件锁定时使第二锁定件的支架保持在间隔中。

作用件的锁定可通过安全掣子来实现，安全掣子压在作用件的后表面上。安全掣子用于实现作用件的受控支撑。安全掣子是用于将作用件锁定在某一位置、在这种情况下为前端位置的机构。因此，作用在作用件上的外力不会使安全掣子运动至另一位置。在该位置中，安全掣子如所述地接通。更详细地说，安全掣子包括对作用件施压的卷轴部分25。如果安全掣子未接通(断开)，即当门被拉开时卷轴未紧压在作用件的后表面(410，例如图4)上，则第二锁定件23就压在作用件上，因而卷轴未牢固地进行支撑并且允许作用件朝着其退回位置运动。同时，第一锁定件22和作用件之间的间隔变宽，并且允许第二锁定件离开间隔。因此，门1就可打开。换句话说，当作用件处于前端位置时，安全掣子接通并且锁定件重叠，因此锁就被关闭。当安全掣子断开而作用件仍处于前端位置并且锁定件重叠时，锁被打开，在这种状态下，作用在锁定件或配对部件上以用于将锁单元分开的力就将第二锁定件从间隔中拉出，因而第二锁定件同时将作用件拉到退回位置中，因而另一自由端运动越过第一自由端。

图3显示了从上方看去的根据本发明的构造的另一简单的示例，其中锁定装置安装在门和门框上，在该装置中，锁定件形成为与图2的锁定件不同。第二锁定件32的自由端36形成为使得支架的内缘35从自由端开始是倾斜的，并且支架另一侧上的外缘39是弯曲的。该支架通过铰链33等而固定在配对部件上，因而该铰链将允许该支架在所需程度的范围内运动。该运动也可适应不同的门间隙和间隙的变动。还形成了第一支架31的自由端37，因而其内缘38是带斜面的。

斜面35，38使得支架在门关闭时更易于重叠。另一方面，弯曲面39将保证在第二锁定件和第二锁定件之间始终具有有效的接触面，如果试图开门的话。当锁定件接通时，作用件21就无法运动至退回位置，但其夹合支架34通过开门而压在第二锁定件32上，第二锁定件相应地被推靠在第一锁定件31上。从图3可以看到，作用件和两个锁定件的形状会对锁定装置的操作性有一定影响。另外，可以看到，优选将第二锁定件固定在配对部件上以便例如形成铰接固定件33，因而允许第二锁定件的一定程度的运动。第二锁定件也可由弹性材料制成，因而铰接固定件等固定件是不必要的，因为锁定件本身允许一定程度的运动。材料可仅在锁定件的某些部分为弹性的，例如在锁定件的底部。

配对部件的构造还优选包括弹簧，用于将第二锁定件保持在所需的开门位置中。

在图2和图3中，出于清楚起见，支架和作用件之间的间隔被放大。实际上，间隔是相当小的。因此，图2和图3显示了本发明的原理，因此它们从形状和比例方面而言不是准确的实施例。

图4显示了从锁单元48一侧去的根据本发明的作用件40的简单的示例性情形。该图未显示第一锁单元，而是仅仅试图显示作用件和安全掣子43的动作。在图4中，作用件40处于前端位置，因而在其正面411一侧的夹合支架41处于正面中，并且它和第一锁定件之间的间隔此时最小。作用件形成为杆状的构造(臂)，其在该臂的第一端、即其上端在铰链机构42的位置处固定在锁单元的主体上。因此，该臂可围绕铰链机构所形成的铰链点而转动。

除了如上所述的之外，锁定件也可相对于图4(和其它图)倒转过来安装，因而铰链机构42位于处在安装位置中的该臂的下端。然而，这样可更容易来介绍本发明，因此铰链机构处于上方，如附图所示。因此，该相关段落涉及安装位置，其中该臂的铰链处于上端。另外，还可以将该臂设置在水平位置中，如果该构造的宽度足够的话。当需要将锁单元安装在门的门框结构中(即壁厚度可用于将锁定装置安装在所需位置中)时，大致可以考虑该备选例。

作用件可被其锁定在前端位置中的安全掣子43优选设在锁单元中，使得该安全掣子的卷轴47在臂的下端(即臂的另一端)牢固地压在臂的后表面410上。因此，后表面是其上可压上安全掣子的配对表面。当安全掣子的卷轴的半径垂直地指向配对表面时，配对表面上的压力尽可能牢固。当安全掣子接通，即它将臂锁定在前端位置中时，卷轴的中心44位于臂的后表面的水平面上或处于其中。因此，后缘是配对表面(安全掣子在接通时压在其上的表面)的边缘，并且后缘内侧的区域是配对表面的区域。安全掣子还包括臂49，其另一端铰接45在锁单元的主体上，因而该臂可与铰链所限定的铰链点相关联地运动。铰链的另一端铰接46在图4中未示出的传动构造上。

图5显示了从侧面看去的根据本发明的作用件的另一简单的示例性情形。在这种情况下，安全掣子43未接通，即作用件40未锁定在其前端位置中。经由铰链46从传动构造传递出的力使安全掣子的臂向下运动51，而该臂与固定铰链点45的相关联而将另一端保持就位。因此卷轴47的中心44运动至作用件的外缘，使得卷轴不再牢固地压紧臂的后表面。在这种操作状态下，锁打开，并且允许作用件运动至退回位置。在实际的安装情形中，这意味着当锁单元安装在门中时，门是关闭的，但它可被推开/拉开。

图6显示了从侧面看去的根据本发明的作用件的第三简单的示例性情形。在该示例中，门在实际的安装情形中是推开/拉开的。因而门开启时作用于作用件40的夹合支架41上的开启力将朝着退回位置推动该臂，同时铰链点42将该臂的上端保持就位。当该臂的下端向下运动时，其后表面同时推动卷轴47，使得当该卷轴的中心位于后表面的外侧时，该卷轴可移动，同时安全掣子的臂向下运动。(应注意，如果锁单元以另一方式安装，则操作方向反向)。安全掣子43的这种操作允许作用件运动62(优选大约10度)至如图所示的退回位置中。安全掣子的固定铰链点45将安全掣子的固定端保持就位，并且传动构造允许该臂的另一端向下运动61。

在实际的安装情形中，当臂处于退回状态下时，这意味着门是打开的。因此，还优选将臂保持在退回状态中直到门再次关闭为止，因而就允许该臂运动回到前端位置。优选同时地将安全掣子的释放机构设置在其上部位置(例如通过属于安全掣子或传动构造的弹簧)，因而门再次关闭并且锁单元处于如图5所示的状态。这样，图4-6显示了本发明的原理，因此它们从形状和比例方面而言不是准确的实施例。

图7显示了夹合支架形式的示例以及调节锁定装置以用于不同门间隙的示例。图7更详细地显示了从上方看去的、与图4-6示意性所示相同的构造。锁单元48安装在门中，而配对部件74安装在门框中。门和锁在该示例中是关闭的。另一锁定件72在第一锁定件和作用件40之间具有刚好足够的空间。安全掣子的卷轴47将作用件保持就位。如果现在尝试开门，则垂直力F因第二锁定件的形状而作用在作用件夹合支架41上。该力倾向于使作用件运动至退回位置，但安全掣子的卷轴阻挡了该作用力。

部分力F经由摩擦面76移动至锁单元的主体。摩擦面的性能对锁定件的可操作性有影响。如果摩擦面的摩擦系数较小，则作用件在开门时更易运动，但同时有更大的力作用在安全掣子上。作用在安全掣子上的力越大，则需要更多的能量来开锁，即使安全掣子运动至断开。这例如在紧急情形下(注意上述紧急逃生出口条例)是很重要的。另一方面，如果摩擦件的摩擦系数更大，则开启力的更大部分用在摩擦面上，因而只需要更少的能量用于移动安全掣子。在实际的解决方案中，摩擦系数是优选为大约0.3。摩擦面处于促动臂的在开启力作用于作用件夹合支架上时用作支承面的那一侧，而摩擦面和支承面在所述开启力F作用期间相互接触。开启力基本上处于作用件的夹合表面的水平面上。从结构而言，摩擦面可为锁主体、作用件或固定在该主体或作用件上的摩擦件的实际结构的一部分。

锁定装置适合用于各种门间隙Z(门和门框之间的间隔)。这种间隙尤其是因铰链73造成的，第二锁定件经由铰链73而固定在配对部件74上。铰链和配对部件的构造允许锁定件在移动的角扇区内(优选为大约10-15度)运动，因而就可形成第一和第二锁定件的重叠。锁定件的形状也使得重叠更容易。在图7中可见，在具有该示例的间隙Z的情形下，必须在配对部件74设有凹部(indentation)75，第一锁定件可在门关闭时进入该凹部中。在更大间隙的情形下，凹部可能并非必要。门间隙一般在1至5毫米之间。凹部的形状、尺寸以及甚至存在的必要性都会受到锁定件的形状和位置的影响。

在图7和图3中可见，从第一自由端(37，图3)看去，在形成斜面之后，锁定件支架的内缘包括槽口。第二锁定件的外缘包括凸的弯曲面，其相邻于第二自由端或起始于第二自由端。第二锁定件的弯曲面和内表面两者的斜面都在支架的臂处终止于其中臂开始向外弯曲的位置，从而在第二锁定件支架的固定端的前面形成了弯曲部，因而凹部形成于弯曲面和弯曲部之间。作用件的夹合支架包括凸台(tab)，当间隔处于其最窄状态并且支架重叠时，该凸台位于第二锁定件支架的凹部位置中，因而在该位置中，位于第二锁定件凹部位置中的内表面另外还安置在第一锁定件的槽口中。夹合机构的凸台的表面在凸台的两侧或在凸台的在其上施加了来自于第二锁定件的力的那一侧是基本上平直的。

图8显示了锁单元的传动构造81的第一示例，其中安全掣子接通。用于剖视图10的剖面线和方向在图8中标出。图9显示了从相同方向看去的图8的剖视图。在图9中，图9的在图11为局部放大图的那部分以虚线表示出。图8-11更详细地显示了图4-7的结构。

在第一示例中，传动构造81包括传递臂112，其在其一端铰接46在安全掣子的臂49上，并且在其另一端铰接在另一传动构造上。该另一传动构造包括传动螺杆92、传动臂84和支撑臂82，支撑臂82在其一端(在该示例中经由支撑件83)而铰接在锁单元的主体上，并且在其另一端铰接在传动臂84的另一端上。

更详细地说，传动螺杆在其另一端被支撑在传动螺杆的螺纹上，并且在其中心部分而铰接在传递臂112上，因而使螺杆旋转的动力(如果有的话)将使传动臂的在螺纹中的另一端运动，结果，传动臂的运动将导致传递臂运动，因此安全掣子的臂也会运动。在该示例中，传动螺杆经由轴111连接在电动机91上。电动机产生转动螺杆的力(如果有的话)。电动机还可连接在控制器上。典型地，控制器响应于外信号来控制电动机的操作，该信号可为控制信号、代表紧急情形的信号，等等。传动螺杆可以可选地或另外地连接在机械动力设备上。

因此，图8-11显示了其中作用件处于前端位置并且锁被锁定、即安全掣子接通的情形。如果电动机用于转动传动螺杆，则安全掣子的位置可被改变。图12-15显示了其中第一传动构造处于第二位置的情形，其中安全掣子断开并且作用件40处于前端位置。安全掣子经由传动螺杆被向下拉，使得安全掣子的卷轴47的中心点处于作用件的下边缘下方。因此，作用件可通过外动力而运动至退回位置。

另一方面，图16-19显示了其中作用件已经通过外力而运动至退回位置、而安全掣子断开的情形。在该情形中，安全掣子的卷轴完全处于作用件下方。优选的是，对于实际的操作而言，可将作用件保持处在退回位置中，直到例如当门关闭时为止，从而允许作用件再次运动至前端位置。弹簧用于该用途，弹簧在下文中更详细地介绍。可以注意到在图8-10、12-14和16-18中，弹簧设在部件82周围，将部件83和84推开。当作用件从退回位置运动至前端位置时，该弹簧导致传动构造自动地回到所需位置。

图20-22显示了另一传动构造208的示例。在该构造中，传动构造包括传递臂201，其一端铰接46在安全掣子的臂49上，并且其另一端202铰接在另一传动构造上。该另一传动构造包括传动螺杆92、传动弹簧205和支撑臂203，支撑臂203在其一端铰接204在锁单元的主体上，并且在其另一端铰接在所述传递臂上。

传动弹簧是大致U形的，它在其一端被支撑在传动螺杆92的螺纹上，并且在其另一端被支撑在支撑臂的中心部分上，具体而言被支撑在其中弹簧的固定端可在其中运动的槽口206上。另外，弹簧(优选为盘簧)在弯曲处被支撑207在锁单元的主体上。

转动螺杆92的力(如果有的话)使弹簧的被支撑在螺纹中的那一端运动，因而弹簧205的运动就经由支撑臂固定件而驱动了支撑臂203和传递臂201，因而安全掣子的臂49也产生运动。在图20中，安全掣子接通并且作用件处于前端位置。在图21中，安全掣子断开并且作用件处于前端位置，在图22中，安全掣子断开并且作用件处于退回位置。

图23显示了锁定装置的保持弹簧231的示例，其用途是保持作用件处于退回位置，例如在门开启时。保持弹簧例如可由金属制成，但它也可由另一材料制成，例如由合适的塑料制成。保持弹簧233的被称为保持面的那一部分保持作用件处于退回位置中。为了使弹簧的操作更容易，优选在弹簧保持面中设置斜面234。当门等等关闭时，第二锁定件72的自由端与弹簧释放支架的被称为释放面的那部分232相接触，因而锁定件推动释放面。因为弹簧由弹性材料制成，第二锁定件施加的推动就会使弹簧挠曲，使得保持面运动，从而允许作用件运动至前端位置中。图24显示了从上方看去的第二锁定件如何作用在保持弹簧上。保持弹簧还包括推动部分236，其将作用件朝着前端位置推动，因此保证作用件向前运动。

图25显示了保持弹簧231与第二锁定件72和作用件40一起操作的示例。在图中可以看到，作用件包括斜面251，当作用件处于退回位置时，弹簧的保持面233可与该斜面251相邻接。在该示例中，作用件仍处于退回位置，第二锁定件刚刚推动弹簧的释放面232，因而弹簧发生挠曲，并且保持面233运动脱离开斜面251。作用件现在可运动至前端位置。弹簧的推动部分236确保了这种运动。

图26是根据本发明的方法的示例性流程图。因为根据本发明的锁定装置包括在现有技术装置中不存在的操作，因此，本发明也涉及用于根据本发明的锁定装置的操作方法。该方法提供126了改变锁单元中的第一锁定件和作用件之间的间隔的宽度的可能性，并且有助于226锁的各种操作模式。改变间隔的宽度因此意味着改变作用件的位置，形成操作模式意味着上述作用件的位置和安全掣子的状态(接通、断开、向下推)一起形成了锁的操作模式。这些操作126，226是可通过其它操作来完成的基本操作。

为了将锁锁定，其中间隔被锁定326在一定的宽度中，使得在上述安装位置中，需要使配对部件的第二锁定件保持在该间隔中，用于将锁单元和配对部件锁在一起。

另外，为了开锁，提供了开锁426的可能性，因而允许间隔的宽度增大，以便允许第二锁定件运动脱离开该间隔。该方法还可包括辅助操作，因而间隔在它较宽时保持526较宽的宽度，直到释放开这种保持，因而允许该间隔的宽度减小。

图27至29描述了安全掣子261的另一传动构造262和实施例。在这些图中可见，安全掣子261包括两个臂265，268，这些臂的其它两端铰接266在一起。第一臂265也已经铰接264在作用件40的下端263上。下端263优选经过倒角加工。第一臂265的包括用于与第二臂268形成铰接的铰链266的那一端还包括支架267，其用于与第二臂的另一端269形成肘接。第二臂的另一端269包括用于第一臂支架267的锁定面，并且也形成了靠在锁主体(图中未示出)上的支撑点。支撑点例如通过螺杆来固定(图中未示出)，这就允许第二臂的端269转动。

图27-29的传动构造262已通过传递臂2610与安全掣子261相连接。该传动构造还包括主动轮2614和蜗轮2611。传递臂2610的一端已连接在安全掣的臂的铰链点266上。传递臂的另一端已连接在主动轮2614上，更具体地说，是连接在主动轮的连接销2615上。

该主动轮包括中心孔和传动孔2616。该蜗轮包括中心销2613、传动销2612以及处于该蜗轮边缘上的切齿291。主动轮连接在蜗轮上，使得传动销2612穿过传动孔2616，并且中心销2613穿过中心孔。蜗轮的边缘覆盖在主动轮上。图30显示了主动轮和蜗轮。弹簧2617位于这两个轮之间。弹簧设置成围绕蜗轮的中心销2613，弹簧的第一端连接在蜗轮上，并且其第二端连接在主动轮上，如图27-29所示。

蜗轮的切齿291与传动螺杆92即蜗杆的螺纹相匹配，传动螺杆92通过联接机构(coupling gear)2618而固定在电动机91的轴线上。联接机构2618设置在电动机的轴线和蜗杆之间，以用于防止螺杆被闭锁以及用于节省电能。联接机构在所需的情形下滑动，在这种情形下，从电动机至蜗轮的传动被切断。

在图27中，作用件40处在前端位置。当肘接处在安全角度时，安全掣子261锁定。当传动销2612处在所需位置时，蜗轮已被电动机逆时针驱动至锁定位置。在被驱动至该锁定位置时，弹簧2617已同时被拉紧。当门关闭时，释放该拉紧而使主动轮旋转，从而促动传递臂并且锁定肘接。在弹簧2617上保持了较小的预拉紧。换句话说，图27显示了门关闭并且锁被锁定的情形。

图28显示了其中安全掣子261已经被电动机91驱动开启的情形。蜗杆已经经由螺纹和切齿291之间的连接而顺时针转动了蜗轮2611。蜗轮的处于传动孔2616中的传动销2612也已迫使主动轮转动。主动轮的转动已驱动传递臂2610运动，从而促动肘接开启。弹簧2617已运动但未被迫处于任何另外的受拉中。换句话说，图28显示了门关闭并且锁开启的情形。

如果门在锁开启的时候被驱动打开，则作用件40运动至后端位置，如图29所示。安全掣子261的臂265，268相对于所述臂的铰链点转动，从而允许作用件向回运动。传递臂2610也运动，从而同时顺时针地转动主动轮。此时，蜗轮不旋转。传动销仍保持在沿主动轮运动的传动孔2616中不动。然而，此时，弹簧2617被迫处于另外的受拉状态下。换句话说，图29显示了门开启并且锁开启的情形。

作用件40借助于保持弹簧231而保持在后端位置中，但当门关闭时，弹簧的额外受拉就导致逆时针地转动主动轮。主动轮的运动驱动安全掣子261处于图27的锁定位置中或处于图28的开启位置中。如果蜗轮在门开启或在关门时如图29所示地被逆时针驱动至锁定位置，则安全掣子261运动至锁定位置。这样，弹簧就受到更多的拉力，以用于使安全掣子运动至锁定位置。

如上所述，锁定间隔的宽度设置成使得第二锁定件在那里具有刚好足够的空间，因而第二锁定件因间隔的形状而保持在该间隔中，这种间隔的形状是因锁定件和作用件的设计而造成的。具有许多可选的设计。例如，夹合支架的上述表面不必是直的(在支架的两侧或在另一侧上是直的)，但该表面可顺应于另一表面的形状，即，它例如可为下凹面。锁定件和作用件可因此而例如具有圆柱形的形状(一侧是凹的，而在另一侧是凸的)。

由于根据本发明的锁的各个部件的形状、几何形状、相互操作和摩擦面，因此，例如为大约500牛顿的开启力以更小力(优选以仅为大约80-90牛顿的力)而作用在安全掣子的卷轴上。如果安全掣子运动了1毫米，则只需要相当小的、优选仅为10牛顿的力来克服摩擦力和滚动阻力。传动构造还减小了来自于电动机的必要动力输出，并且因为安全掣子的运动较短，因此所需的能量小于100mJ，优选仅为大约10mJ。这样，由于较短的运动和较小的力，因此无需昂贵且复杂的传动装置来用于电动机，而是，简单的螺纹齿杆和杆就可驱动电动机旋转，而使安全掣子产生必要的运动。必要的转矩例如可利用小的直流电动机来容易地形成。因为所需的电动机回转较小，并且因转矩较低而无需单独的减速齿轮传动，因此每次开锁/关锁时电动机的工作时间就非常短。

因此，与现有技术的锁相比，根据本发明的系统使用了小得多的能量来用于开锁和关锁。锁本身、例如锁闩不运动，而只是安全掣子运动一段较短距离(若干毫米)。另外，根据本发明的锁定装置利用了开门力和关门力。开门力推动锁的作用件进入退回位置，关门力将作用件释放回到前端位置。根据本发明的各个元件将门和门框相互锁定在一起，因此，如果尝试通过将某物体楔入锁定部位的门间隔中来开门，则这种楔入实际上会将锁推动至更靠近在一起。

另外，在根据本发明的锁定装置中，无需采用单独的传感器来显示例如是否门开启、锁的锁定和锁的打开，而是可采用一个传感器来显示所有这些状态。当传感器检测安全掣子的位置时，就产生了关于锁状态的足够信息。

根据本发明的锁定装置通过许多种解决方案来形成。锁定装置例如在每一扇门等上可包括一个以上的锁。锁单元可设在门框中而配对部件可设在门中，或者反之亦然。锁可另外经由连在锁上的导线来控制，也可经由无线通信来控制，如果锁具有无线通信接口(例如小的无线电发射器/接收器)的话。因此，较大外壳的锁也可被中央控制。当门被锁定时，电源和/或控制器可经由门和门框中的接触面而被引入锁中。

上述夹合支架可以多种方式固定在锁主体上。例如，除了夹合支架在其一端固定之外，它也可在其上方和下方固定。另外，夹合支架、尤其是固定在锁单元上的夹合支架，可以一定方式沉入锁主体中。在不同的解决方案中，必须在第一锁定件和作用件之间存在间隔，第二锁定件可进入该间隔中并且被锁定在该间隔中(它可如所述地被楔入其中)。

另外，作用件的夹合表面、即夹合支架已经被描述为突出的凸台，然而，它也可为凹槽。在该实施例中，该凹槽的形状顺应于第一锁定件的形状。在该上下文中，夹合支架应由此而被理解为作用件的凸台或凹槽。夹合支架也可在结构上分开。在这种情况下夹合支架可单独地制造并之后固定在臂上。

安全掣子不必包括卷轴。该安全掣子的臂还可包括另一形状的一部分，该部分在安全掣子接通时为作用件提供足够的支撑，并且当安全掣子断开时允许作用件运动至退回位置。换句话说，安全掣子的构造可不同于本公开中的介绍。

锁操作所需的动力不必来自于电动机，而是可以其它方式来产生，例如利用螺线管或者机械式地产生(传统的机械钥匙)。

基于以上所述，显然，本发明可以不同于本文所述的多种方式来实施。因此，本发明并不限于本文所介绍的实施例，而是可通过属于本发明范围内的多种不同解决方案来实施。

Claims (37)

1.一种包括锁单元和配对部件的锁定装置，用于将可锁定部分锁定在一起，所述锁单元和所述配对部件可安装在所述可锁定部分中，其特征在于，

所述锁单元包括具有第一自由端的第一锁定件，所述第一锁定件在处于安装位置中时大致横向于所述可锁定部分的可转动部分的摆动轴线，

所述配对部件包括具有第二自由端的第二锁定件，所述第二锁定件在处于安装位置时大致横向于所述可锁定部分的可转动部分的摆动轴线，

所述第一和第二锁定件设置成用于一起操作，使得当所述锁单元和所述配对部件在其安装位置中相互靠在一起而所述可锁定部分处于其关闭位置中时，所述第一和第二锁定件相互重叠，

所述装置包括具有臂的作用件，所述作用件的第一端包括铰链机构并且所述臂包括夹合支架，而所述作用件通过所述铰链机构而固定在所述锁单元的主体上，因而所述臂可相关于所述铰链机构所形成的所述铰链点而转动，

当可根据所述臂的位置来形成各种模式的锁定、并且所述臂可控地受支撑时，就实现了所述锁定，

所述臂设置成横向于所述第一和第二锁定件来起作用以用于实现所述锁定，使得在此安装位置中，所述重叠的锁定件与所述作用件一起通过使所述锁单元和所述配对部件相互夹合，来防止所述锁单元和所述配对部件运动脱离开所述相互靠在一起的位置。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锁单元包括用于所述作用件的安全掣子，其用于所述作用件的受控支撑，

所述作用件通过安全掣子被锁定在用于实现所述锁定的前端位置中，因而所述安全掣子接通，和

可以通过安全掣子来实现所述锁定的开启，使得所述安全掣子断开并且允许所述作用件运动至退回位置中。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一锁定件是其一端固定在所述锁单元主体上的支架，所述第二锁定件是其一端固定在所述配对部件主体上的支架，第一锁定件和第二锁定件的这些支架的自由端允许这些支架处于重叠位置中。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在所述第一锁定件和所述作用件之间存在间隔，所述间隔的宽度取决于所述作用件的位置，

因而当所述作用件处于所述退回位置中时，所述间隔处于其最宽状态中，当所述作用件处在其前端位置时，所述间隔处于其最窄状态中，在所述前端位置中，所述间隔设置成使得所述第二锁定件具有足够的空间用于它本身处于所述重叠位置中。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，在所述作用件处于所述前端位置并且所述安全掣子接通并且两个锁定件相互重叠时，所述锁定关闭，

当所述安全掣子断开而所述作用件仍处于所述前端位置并且所述两个锁定件相互重叠时，所述锁定开启，在这种状态下，作用在所述锁单元或所述配对部件上而将所述锁单元与所述配对部件分开的力将所述第二锁定件从所述间隔中拉出，因而所述第二锁定件将同时地将所述作用件推至所述退回位置中，因而第二锁定件的第二自由端将运动越过第一锁定件的第一自由端。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于将所述作用件保持在所述退回位置中的保持弹簧，因而在所述作用件处于所述退回位置时，所述锁定开启。

7.根据权利要求2，3，4，5或6所述的装置，其特征在于，所述安全掣子包括卷轴，所述卷轴的中心点位于所述作用件一侧上，而当所述安全掣子接通时，所述卷轴的周边压在所述臂的后缘所形成的配对表面上，

当所述安全掣子断开时，所述卷轴的中心部分位于所述臂的后缘外侧，因而所述卷轴允许所述臂通过外力而运动至其退回位置中。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述安全掣子包括卷轴固定于其上的臂，和

所述安全掣子的臂在其固定端经由第二铰链而固定在所述锁单元的主体上，并且在其另一端固定在传动构造的结构上，

而所述安全掣子的臂可通过动力而相关于所述第二铰链所形成的第二铰链点运动，所述动力作用在所述作用件上或经由所述传动构造来传递。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，通过所述传动构造传递的所述力驱动所述安全掣子的臂，使得所述卷轴的中心点位于所述安全掣子的臂的后缘一侧上或位于其外侧。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述传动构造包括传递臂，其一端铰接在所述安全掣子的所述臂上，并且其另一端铰接在另一传动构造上。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述另一传动构造包括传动螺杆、传动弹簧和支撑臂，所述支撑臂在其一端铰接在所述锁单元的主体上，并且在其另一端铰接在所述传递臂上，

所述传动弹簧为大致U形，其一端被支撑于所述传动螺杆的螺纹上，并且其另一端被支撑于所述支撑臂的中心部分上，所述传动弹簧另外在其弯曲处被支撑于所述锁单元的主体上，

因此，转动所述螺杆的力驱动所述传动弹簧的被支撑于传动螺杆的螺纹中的那一端，因而所述弹簧的运动经由所述支撑臂的固定而驱动所述支撑臂和所述传递臂，因而所述安全掣子的臂也运动。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述另一传动构造包括传动螺杆、传动臂和支撑臂，所述支撑臂在其一端铰接在所述锁单元的主体上，并且在其另一端铰接在所述传动臂上，

所述传动臂在其一端固定在所述传动螺杆的螺纹上，并且其中心部分固定在所述传递臂上，

因此，转动所述螺杆的力将驱动所述传动臂的被支撑于所述螺纹中的一端，因而所述传动臂的这种运动将驱动所述传递臂，从而也导致所述安全掣子的臂运动。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述传动螺杆连接在电动机上，所述电动机用于产生转动所述螺杆的力。

14.根据权利要求2，3，4，5或6所述的装置，其特征在于，所述安全掣子包括第一臂和第二臂，第一臂和第二臂已经在所述这两臂的第一端处铰接在一起，从而在所述这两臂之间形成了肘接，所述第一臂的第二端铰接在所述作用件的下端上，而所述第二臂的第二端铰接在所述锁单元的主体上。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述装置包括传动构造，其包括传递臂、主动轮、蜗轮以及位于所述这两轮与传动螺杆之间的导向机构，

所述传递臂连接在所述第一臂和第二臂之间的铰链上，并且连接在所述主动轮上，

所述主动轮插入所述蜗轮中并且能够相对于所述蜗轮旋转，所述主动轮和所述蜗轮具有共同的轴线点并且能够相关于所述轴线点旋转，所述主动轮和所述蜗轮能够以所需的方式经由所述导向机构而相互转动，

当扭力转动所述蜗轮时，所述主动轮与所述传动螺杆相关联，这又转动了所述主动轮和所述传递臂，从而驱动所述安全掣子以所需的方式运动。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述主动轮包括连接销、中心孔和传动孔，所述连接销用于所述传递臂；所述蜗轮包括中心销、传动销以及位于所述蜗轮边缘上的切齿，

所述主动轮能够连接在所述蜗轮上，使得所述传动销穿过所述传动孔，并且所述中心销穿过所述中心孔，

所述装置还包括拉紧弹簧，其设在所述这两个轮之间并且围绕所述中心销，

所述中心孔和所述中心销形成了共同的轴线点，和

所述传动孔、所述传动销和所述弹簧形成了所述导向机构。

17.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，所述装置包括联接机构，所述传动螺杆能够通过所述联接机构而连接在电动机上。

18.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置包括连接在所述电动机上的控制器。

19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述控制器能够响应于外信号来控制所述电动机。

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述传动螺杆连接在机械动力设备上。

21.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一自由端在所述第一锁定件的支架的内缘一侧是带斜面的，

所述第二自由端在所述第二锁定件的支架的内缘一侧包括斜面，所述斜面有助于所述这两个支架的重叠运动。

22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，从所述第一自由端看去，在所述斜面的后面，所述第一锁定件的内缘包括槽口，

所述第二锁定件的外缘包括凸的弯曲面，其相邻于所述第二自由端或起始于所述第二自由端，

而所述第二锁定件的弯曲面和所述第一锁定件的内缘的所述斜面都在其中所述作用件的臂开始向外弯曲的点处终止于所述第二锁定件的支架的臂中，从而在所述第二锁定件的支架的固定端前面形成了弯曲部，

因而凹部保持于所述弯曲面和所述弯曲部之间，

所述作用件包括所述夹合支架的凸台，当所述间隔处于其最窄状态并且所述夹合支架和所述第二锁定件的支架重叠时，所述凸台位于所述第二锁定件的支架的凹部位置中，因而在该位置中，位于所述第二锁定件的凹部位置中的内表面另外还安置在所述第一锁定件的槽口中。

23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述夹合支架的凸台的表面在所述凸台的两侧或在所述凸台的在其上施加了来自于所述第二锁定件的力的那一侧是基本上平直的。

24.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述臂包括凹槽，当所述臂运动至所述退回位置中时，所述保持弹簧的保持面可位于所述凹槽中，使得所述臂处于所述退回位置。

25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述保持弹簧包括释放支架，作用在所述释放支架上的力经由释放支架驱动所述保持面脱离开所述凹槽，因而所述臂可运动至所述前端位置。

26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，当所述第二锁定件的第二自由端经过所述第一锁定件的第一自由端并且所述第一锁定件和第二锁定件的支架运动至重叠位置时，所述第二自由端推动所述保持弹簧的释放支架。

27.根据权利要求26所述的装置，其特征在于，所述锁单元包括摩擦面，当开启力作用在所述作用件的夹合支架上时，所述摩擦面位于所述作用件的臂的侧缘的用作支承面的那一侧上，其中所述摩擦面和所述支承面在所述开启力作用期间相互接触。

28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述摩擦面基本上处在所述作用件的夹合支架的水平面上。

29.根据权利要求28所述的装置，其特征在于，所述第二锁定件经由第二铰链而固定在所述配对部件上，因而所述第二锁定件可以相关于该铰链所形成的铰链点而运动。

30.根据权利要求29所述的装置，其特征在于，所述配对部件设有凹部，当所述锁单元处于所述安装位置中时，所述第一锁定件安置在所述凹部中。

31.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，所述第一锁定件和第二锁定件以及所述作用件的设计防止所述锁单元和所述配对部件运动脱离开相互靠在一起的位置。

32.根据权利要求31所述的装置，其特征在于，所述锁定装置包括用于检测所述安全掣子位置的传感器。

33.根据权利要求32所述的装置，其特征在于，所述配对部件包括弹簧，用于将所述第二锁定件保持在所需位置中。

34.一种用于操作锁定装置的方法，所述锁定装置包括可安装在待锁定结构上以便相互锁定的锁单元和配对部件，其特征在于，所述锁单元设有第一锁定件和作用件，在所述第一锁定件和作用件之间形成了间隔，所述配对部件设有第二锁定件，

而所述第一锁定件包括第一自由端，所述第二锁定件包括第二自由端，因而当所述锁单元和所述配对部件处于相互靠在一起的安装位置中、即所述待锁定结构在其关闭位置中相互靠在一起时，所述第一锁定件和第二锁定件定位成相互重叠，

在所述方法中，通过所述锁定装置的构件：

所述第一锁定件和所述作用件之间的间隔是能够改变的，

能够实现所述锁单元的各种操作模式，和

所述间隔能够锁定在一定的宽度中，使得在所述安装位置中，处于所述间隔中的所述配对部件的第二锁定件保持在所述间隔中，从而将所述锁单元和所述配对部件相互锁定在一起。

35.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，所述已锁定间隔的宽度设置成使得所述第二锁定件在那里具有刚好足够的空间，因而所述第二锁定件因所述间隔的形状而保持在所述间隔中，所述间隔的形状是因所述第一锁定件和第二锁定件以及所述作用件的设计而造成的。

36.根据权利要求34或35所述的方法，其特征在于，所述锁定开启，因而允许所述间隔的宽度增加，因而所述第二锁定件可运动脱离开所述间隔。

37.根据权利要求36所述的方法，其特征在于，当所述间隔较宽时，所述间隔保持较宽，直到释放开所述锁定，从而允许所述间隔变得更窄。

Images