CN87100489A - 带操作器的锁装置 - Google Patents

Abstract

一个锁机构中的磁性反应元件被一个插入锁壳体槽内的正确编码钥匙卡片上的磁性区从锁住位置推向打开位置。卡片进一步插入推动了弹簧驱动器或是靠上电气开关以操作外部电气装置，或是在门锁中则推动连接花键跟接有把手或杠杆手柄的心轴花键接合。连接花键还连接有门释放机构。卡片被紧贴固定片簧的凸轮保持在位，因而可放开，而同一手可用以转动把手或手柄去开门。弹簧加载构件在卡片被拿开时分开连接花键与心轴，花键将机构锁住。

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，涉及电开关启动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把常规的圆柱形门锁，实质上不需要对锁作改装，在其中有一个门锁外壳装有安装在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就实现了门把手跟一根常规驱动杆连接以打开锁件。

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，转动把手的动作就很不便。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，因此不大容易修改来适应现在很多建筑工程所指定的符合残废人使用的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外表面上的外壳内，有一个供卡片钥匙进出的槽向下延伸并总的跟门的主面平行。

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。

仍有另一个目的是提供一种锁，它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。

另一个目的是提供一种机械卡片钥匙操作的锁，它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锁机构。

仍然还有一个目的是提供一种磁性钥匙操作的锁，它可以快而简单地改变以变更锁密码。

仍有另一个目的是提供一种象在前面目的内的磁性卡片钥匙操作的锁，它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门锁闩或锁栓以开门。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，驱动一个弹簧驱动器靠上一个花键连接器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。当接合上后锁机构就被机械地闩在打开状态。滑动花键连接器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，弹簧加载构件即将花键连接器跟心轴花键分开从而将手柄或把手跟锁闩或锁栓回缩器分离。

作为进一步的特点，壳体内的内锁机构一经打开，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是全套编码卡片钥匙锁机构与相连的门锁闩金属件的透视图，装有一个卡片钥匙在内面。

图2是沿图1线2-2取的侧主面剖视图，示出锁住状态的内锁机构。

图3是沿图2线3-3取的后立面剖面图。

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面图。

图6是一个跟图5同样的剖面图，示出长片插入发生的变化。

图7是从锁机构壳体取下来的锁机构组件的透视图。

现在转向图纸，具体地是转向图1，示出一个这里要描述的用来装在一个门上的并总的排号为10的磁性编码卡片钥匙操作锁机构。更具体地从锁的外面看，它包括一个大致是长方形的外壳11，具有一个背表面用来装平到门表面上。这锁机构可以用一个杠杆手柄12，或者选用一个常规的图示为13的圆把手。

如在布鲁斯.S.塞德利在美国专利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锁机构的装置共同起作用以打开或解除门锁的锁住状态。

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的卡片操作装置那样。虽然这个槽是被描绘和描述位于壳体的顶部，而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，还有这样的装置，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前面分裂开也不能从门前面转动门锁闩机构。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操作。

现在转向图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插入时即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固定配置在一个所谓锁板21上面以提供一个实质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靠装在组件前盖23与屏板之间的片簧22带弹性地推向盖板20。

一个长形的板状的驱动器或芯子24可滑动地装在一块组件背板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实质上跟这些板下端分离开的第二或下位置（图4）。这芯子有多个开孔27横向伸展入芯子内跟板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上的对应孔，让芯子可从它的上位运动到它的下位或脱开位置。在组件背板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带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后表面上（面对板18）的一个推动器30有一个下向的斜推动表面31，它一直跟片簧33一个端部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固定到组件背板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器44的一个中心孔内，标记为45的驱动器44的外端跟门锁机构（未示出）连接上。这杆43在锁花键驱动器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。连接器46的外端直径缩小到能接受片簧的轭34套在上面。一个压缩弹簧47装在套在连接器46上面的一个导筒48内，它将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回到一个预定的起始位置，例如在手柄被转动开了门以后。

弹簧49的外端63固定在导筒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）就带动了推动表面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和锁花键驱动器44之间就存在一个直接驱动关系，就可以驱动门锁闩机构来开门。

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，如果连接器上的花键跟心轴42上的花键啮合上（即两个花键顶死），片簧即有轻微变形但保持压力，这样即使手柄很轻微的动作会很快使两个花键啮合上。即使它保持在应力状态片簧也不保持固定位置。

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与分图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的侧壁上并伸展大致平行于板20和21。每个短轴上相应地装有一个可旋转的凸轮52和53，每个凸轮包括一凸轮表面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，为了将要描述的目的。

当卡片14穿过槽15和在板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例所见。当卡片靠上芯子凸边并将它向下推时，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54，一直对芯子施加一个拉力的芯子返回弹簧29′现在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，这又跟着拉动带斜面推动器30和推动表面31离开片簧33的端部32。轭34升起让螺旋弹簧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所示的单元组件57。这组件包括一个组件前盖23，弹簧22，板19、20、21，带有编码磁体28在凹孔27内的芯子24，侧凸轮52与53，组件背板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（图2）。还有，这组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。这组件57用定位销59对准在组件前盖23上的孔60与及后板18来定位保持在壳体11内。这组件结构不但使制造装配容易而且允许就地很快就可以换编码装置。

组件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。

描述组件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。同样有用的是这组件能够像在图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。这组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，在其他机械与电气装置方面的使用也属于本发明范围之内，只要这些装置需用卡片钥匙操作驱动并且只要卡卡钥匙保持在这组件内这样的驱动就继续维持。

Claims (26)

1、一种卡片操作的锁装置，具有一个带预定排列的多个通孔的锁板，一个靠近锁板的芯子包括多个在其上按照所述预定排列排位的孔，可磁化的销子被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防止芯子与锁板产生相对运动，所述销子在一张带编码磁性区的卡片插入一段距离来对准芯子时被推动脱离锁板孔，并且卡片进一步的运动实现了芯子的相应运动，这改进的特征在于包含：

片簧装置有一部分接触着芯子；以及

所述芯子所带的推动器装置用来接触所述片簧装置以推动这片簧装置。

2、按权利要求1的装置，其特征在于这推动器装置推动这弹簧装置运动横向于芯子相对于锁板的运动的方向。

3、按权利要求1的装置，其特征在于它还有可旋转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跟位弹簧装置上使芯子当卡片在装置内时保持在打开状态。

4、按权利要求3的装置，其特征在于这限位弹簧装置跟所述片簧装置是一整体。

5、按权利要求1的装置，其特征在于这推动器装置包括一个斜表面，它跟这片簧装置接触来推动该片簧装置。

6、按权利要求3的装置，其特征在于锁板，芯子，凸轮装置，可磁化销，片簧装置，限位弹簧装置和推动器装置装配成一个整体的组件。

7、按权利要求6的装置，其特征在于所述组件还包括一个前板和一个背板，并且所述片簧装置固定在背板上。

8、按权利要求7的装置，其特征在于它还有螺旋弹簧装置连接着芯子背板，这弹簧装置驱动着芯子与推动器装置朝着芯子返回锁住位置的方向。

9、一种有选择地将一个心轴花键跟一个连接着一个门释放机构的连接花键啮合的装置包括一个用来安装在门外表面上的壳体，一个带预定排列的多个通孔的锁板，一个靠近锁板的芯子带有多个在其上按照所述预定排列排位的孔，可磁化销被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防止芯子与锁板产生相对运动，所述销子在一张带编码磁性区的卡片穿过在所述壳体内的一个槽插入时被推动脱离锁板孔，使芯子能对应于卡片的进一步运动而运动，这改进的特征在于包括：

片簧装置有一部分接触着连接花键;以及

芯子所带的推动器装置用来推动所述片簧装置与连接花键以实现连接花键跟心轴花键的啮合与脱离，视芯子运动方向而定。

10、按权利要求9的装置，其特征在于片簧装置件包括一个套在连接花键上面的轭。

11、按权利要求9的装置，其特征在于壳体槽是这样来配置使卡片在插入槽内时总的是向下运动的。

12、按权利要求9的装置，其特征在于连接花键跟心轴花键的分离是靠一个弹簧装置的反作用力来实现的。

13、按权利要求9的装置，其特征在于还有一个弹簧连接到心轴花键上持续地将所述心轴花键推向一个预定的角度位置。

14、按权利要求13的装置，其特征在于一个在心轴花键上的限位垫圈限制了心轴花键响应于弹簧驱动的行程。

15、按权利要求9的装置，其特征在于心轴花键在卡片从装置拿开后跟连接花键没有机械连接。

16、按权利要求9的装置，其特征在于片簧装置将连接花键弹性地推向心轴花键允许所述心轴花键围绕花键轴线作有限度旋转以利啮合。

17、按权利要求9的装置，其特征在于槽与芯子是这样配置的，当卡片插入所述槽内时卡片主表面基本上跟门主表面平行。

18、按权利要求9的装置，其特征在于推动器装置是带斜面的并且推动片簧装置运动横向于芯子相对于锁板的运动的方向。

19、按权利要求9的装置，其特征在于还有可旋转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当卡片在装置内时保持在打开状态。

20、按权利要求19的装置，其特征在于限位弹簧装置跟所述片簧装置是一整体。

21、按权利要求19的装置，其特征在于锁板，芯子，凸轮装置，可磁化销，片簧装置，限位弹簧装置和推动器装置装配成一个整体的组件。

22、按权利要求21的装置，其特征在于所述组件还包括一个前板和一个背板，并且所述片簧装置固定在背板上。

23、按权利要求22的装置，其特征在于它还有螺旋弹簧装置连接着芯子与背板，这弹簧装置驱动着芯子和推动器装置朝着芯子返回锁住位置的方向。

24、按权利要求21的装置，其特征在于片簧装置，限位弹簧装置，螺旋弹簧装置，凸轮装置与芯子可以从组件上卸下而毋须拆卸组件的其余部件。

25、一种卡片操作的锁装置，具有一个带预定排列的多个通孔的锁板，一个靠近锁板的芯子包括多个在其上按照所述预定排列排位的孔，可磁化销被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防止芯子与锁板产生相对运动，所述销子在一张带编码磁性区的卡片穿过在所述壳体内的一个槽插入时被推动脱离锁板孔，使芯子能对应于卡片的进一步运动而运动，这改进的特征在于包括：

片簧装置有一部分接触着芯子;

所述芯子所带的推动器装置用来接触所述片簧装置以推动这片簧装置;以及

受片簧运动驱动的电气开关装置，在卡片进一步运动时被驱动到一个第一连接状态并当卡片从装置拿开时，它被驱动到一个第二连接状态。

26、一个卡片操作的锁装置，具有一个带预定排列的多个通孔的锁板，一个靠近锁板的芯子包括多个在其上按照所述预定排列排位的孔，可磁化销被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防止芯子与锁板产生相对运动，所述销子在一张带编码磁性区的卡片插入一段距离来对准芯子时被推动脱离锁板孔，并且卡片进一步的运动实现了芯子的相应运动，这改进的特征在于包含：

凸轮装置可旋转地装在所述芯子上并上具有一个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当卡片在装置内时保持在打开状态。

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