Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft im wesentlichen elektromagnetische Schlösser, und insbesondere
elektromagnetische Schlösser zum Direktanziehen, die beispielsweise zum Verschließen einer Tür
gegen einen Türrahmen eingesetzt werden.
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In großen Gebäuden wird es oft gewünscht, gewisse Türen in verschlossene m Zustand zu
halten und deren Verschließen und Aufschließen aus Sicherheitsgründen von einem entfernt
liegenden zentralisierten Punkt aus zu steuern. In manchen Fällen erfordern Gesundheits- und
Sicherheitsüberlegungen, daß gewisse Türen entriegelt werden, um in Notfällen Ein- und
Ausgang zu ermöglichen. Für solche Anwendungen sind elektromagnetische Türschlösser
besonders gut geeignet. Da sie im wesentlichen keine beweglichen Teile benötigen, geben sie
keinen Grund zum Klemmen oder anderen mechanischen Fehlfunktionen, die deren gezieltes
Entriegeln verhindern würden. Schließen und Entriegeln wird einfach durch Verwendung
eines elektrischen Schalters erreicht, der in großer Entfernung von der Tür angeordnet sein
kann und der manuell oder automatisch bedient werden kann in Reaktion auf ein
Rückmeldesignal eines Feueralarms, einer Einbruchsicherung oder anderen Notsicherungssystemen
bedient werden.
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Ein elektromagnetisches Türschloß zum Direktanziehen besteht im allgemeinen aus einem
Elektromagnet, der in einem Gehäuse angeordnet ist, welches in der Regel an einem
Türrahmen oder einer anderen stationären Einrichtung befestigt ist. Eine Armatur aus
magnetisierbarem Material ist an der Tür oder einer beweglichen Konstruktion befestigt und dient als
Mechanismus, durch den der Elektromagnet die Tür greifen kann.
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Eine gut bekannte Methode zum Herstellen der Gehäuseanordnung eines elektromagnetischen
Schlosses ist es, ein längliches rechteckiges Blechgefäß zu bilden, das eine längliche offene
Fläche hat. Die Teile, die verwendet werden, um das Blechgefäß zu bilden, werden
verschweißt oder in anderer Weise an allen Ecken aneinander befestigt. Der magnetische
Ankerblechstapel und die Spulenanordnung, die Steuerschaltung und die erforderlichen Buchsen
sind innerhalb des Blechgefäßes angeordnet, und die Verbindungen werden wie erforderlich
angeschlossen. Eine Vergießverbindung, z. B. Epoxid oder ein anderes in Wärme
aushärtendes Kunstharz, wird in das Blechgefäß gegossen und ummantelt die zuvor dort eingebrachten
Komponenten. Dies macht alle Teile untereinander unbeweglich und "verklebt" die Teile im
wesentlichen innerhalb des Blechgefäßes. Nach dem Fertigstellen und dem Testen ist die
Gehäuseanordnung fertig zum Einsatz. Eine andere Methode zur Herstellung dieser Anordnung
ist, ein rechteckiges Parallelepiped aus in Wärme aushärtendem Harz oder einem anderen
zweckmäßigem Isoliermaterial vorzuformen, das den magnetischen Ankerblechstapel und die
magnetisierenden Spulendrähte enthält, diese in einen länglichen rechteckigen Kanister in
Form eines Parallelepipeds einzusetzen, der eine offene Längsfläche hat, und es innerhalb des
Kanisters mittels Befestigungsschrauben, die durch die Kanisterwände eingesetzt werden, zu
befestigen. In diesem Fall ist der Kanister selbst durch Befestigungsschrauben
zusammengehalten und länger als die elektromagnetische Anordnung, wodurch innerhalb des Kanisters
Raum für eine Steuerschaltung geschaffen wird, über der ein Schutzdeckel befestigt ist.
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Beide dieser Methoden stellen funktional gleiche Elektromagnetgehäuseanordnungen her. Im
ersten Fall jedoch erfordert die einheitliche Konstruktion, die durch Vergießen der
Ankerblechstapel, der magnetisierenden Drahtspulen und der Steuerschaltung innerhalb des
Kanisters hergestellt wurde schon im Fall eines sogar sehr kleinen Fehlers ein Auskratzen der
gesamten Einheit. Im zweiten Fall vergrößert die schraubenbefestigte Anordnung des Kanisters
und die Befestigung der elektromagnetischen Unterbaugruppe innerhalb des Kanisters durch
eingeschraubte Befestigungsmittel ernsthaft das Risiko ein Fehlfunktion der Anordnung im
Betrieb. Ein sehr geringes Lösen der geschraubten Befestigungsmittel beim Transport,
Umgang bei der Installation und im Service führen zu schlecht ausgeglichenen Beanspruchungen
und vergrößern die Wahrscheinlichkeit von Betriebsfehlern der elektromagnetischen
Gehäuseanordnung. Somit erfordert in beiden Fällen der Zusammenbau des Kanisters mit glatten
inneren Oberflächen Zuverlässigkeit des Klebeeffekts der Vergießverbindung oder die
andauernde gleichmäßige Befestigungsmittelspannung für die mechanische Fehlerlosigkeit der
elektromagnetischen Gehäuseanordnung im Betrieb.
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Die Armatur, eine längliche Platte magnetisierbaren Materials, ist an eines der
Rahmenglieder,
das abgeschlossen werden soll, befestigt und wirkt mit der elektromagnetischen
Gehäuseanordnung zusammen, um die Schließfunktion zu ermöglichen. Sie ist im allgemeinen an
ihrem Rahmenbauteil mit einem einzelnen Befestigungsmittel, das in ihrer Mitte angeordnet ist,
befestigt. Wenn gegen das verriegelte Paar Kraft ausgeübt wird, erfährt die Armaturplatte
aufgrund der Konzentration der Kraft an dem einzelnen zentralen Einwirkungspunkt eine
Biegespannung. Ein Verbiegen der Platte in Reaktion auf diese Kraft verursacht am
Konzentrationspunkt einen geringen Spalt zwischen dem Magnet und der Platte, was die magnetische
Haltekraft drastisch reduziert, und was zu einer Minderung der Sehloßfunktion führt.
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Das Obengesagte legt die Nachteile offen, die bei bekannten Vorrichtungen und Methoden
vorliegen. Somit ist es klar, daß es von Vorteil wäre, eine Alternative zu schaffen, um einen
oder mehrere der zuvor genannten Nachteile zu überwinden. Dementsprechend wird eine
zweckmäßige Alternative geschaffen, die Merkmale enthält, die im folgenden genauer
beschrieben werden.
Zusammenfassung der Erfindung
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Bei der vorliegenden Erfindung wird dies entsprechend Anspruch 1 durch Schaffen einer
elektromagnetischen Verriegelungsanordnung mit einem Gehäuse erreicht, das aus einem
länglichen kanalförmigen Element gemacht ist, das eine oder mehrere langgestreckte
Vorsprünge und/oder Ausnehmungen hat; mit einem Elektromagnet, der in dem Gehäuse
enthalten ist und langgestreckte Ausnehmungen und/oder Vorsprünge hat, die mit denen des
Gehäuses ineinander greifen, um außer einer Längsbewegung jegliche Bewegung des
Elektromagneten verhindern; mit einer Vorrichtung zum Befestigen des Gehäuses an einem ersten
Bauelement, mit einer Armatur zum Zusammenwirken mit dem Elektromagnet, um einen
Kontakt mit dem ersten Bauelement zu sichern, und mit einem Mechanismus zum
wahlweisen Magnetisieren und Entmagnetisieren des Elektromagneten, um dadurch die Armatur in
Bezug auf den Elektromagneten festzuhalten und frei zu geben.
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Das zuvor Gesagte wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung
durchsichtiger, wenn sie in Verbindung mit den dazugehörigen Zeichnungsfiguren betrachtet wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist eine auseinandergezogene isometrisehe Teildarstellung einer Ausführungsform
der elektromagnetisehen Gehäuseanordnung der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 2 ist eine Längsteilschnittansicht von der Seite, die eine Konfiguration der
Elektromagnetanordnung zeigt.
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Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht der Elektromagnetgehäuseanordnung, die eine
mögliche Zwischenverriegelungsanlage zeigt.
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Fig. 4 ist ein Längsquerschnitt einer Armatur aus dem Stand der Technik.
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Fig. 5 ist eine Längsschnittansicht eines Ausführungsbeispiels der Armatur der
vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung
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Die Merkmale der vorliegenden Erfindung können unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und
2 verstanden werden. Eine Elektromagnetanordnung 100 ist aus einem kanalförmigen
Gehäuseelement 10, einer Endkappe 10, einer Endkappe 50, einem Magnet 20 und einem Deckel
30 gebildet.
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Ein kanalförmiges Gehäuseelement 10 ist mit Befestigungsschraubenlöchern 14, zwei
Zugangslöchern 16 für eine elektrische Verbindung und länglichen
Sehwalbenschwanzausnehmungen 12 versehen. Die Schwalbenschwänze 12 sind hier in zurückgesetzter Konfiguration
gezeigt, können jedoch auch in vorspringender Konfiguration gezeigt werden. Eine Endkappe
40 hat eine mit Gewinde versehene Bohrung 43, in die durch ein Löch 33 des Deckels 30 eine
Befestigungsschraube eingesetzt wird, um den Deckel auf der Endkappe 40 zu befestigen. Die
Endkappen 40 und 50 haben beide durchgebohrte Befestigungslöcher 44 und 54 und
Schwalbenschwänze 42 und 52. Wenn sie im Gehäuseelement 10 montiert sind, liegen diese
Montagelöcher mit den Montagesehraubenlöchern 14 in Flucht. Es ist ein Magnet 20 zu sehen, der
aus einem Ankerblechstapel 25 hergestellt ist, der in einer zweckmäßigen isolierenden
Vergußverbindung oder einem in Wärme aushärtenden Polymer eingeschlossen ist.
Elektromagnetdrähte ragen von der Endfläche des Magneten 20 hervor, und seitliche
Schwalbenschwänze 22 sind auf zwei Seiten des Magneten 20 vorgesehen, um einen
Verriegelungsmechanismus zu schaffen, um mit den Schwalbenschwanzausnehmungen 12 des Gehäuses 10
ineinander zu greifen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Sehwalbenschwänze 22 auf
dem Magnet 20 als Vorsprünge gezeigt, während die Schwalbenschwänze 12 auf dem
Gehäuse 10 als Ausnehmungen gezeigt sind. Die Montage der Elektromagnetgehäuseanordnung
100 beginnt mit dem kanalförmigen Gehäuseelement 10, in das ein Magnet 20 längs
eingeschoben wird, wobei die Schwalbenschwanzvorsprünge 22 am Magneten und die
Schwalbenschwanzausnehmungen 12 am Gehäuseelement 10 ineinander greifen. Die Endkappen 40 und
50 werden mit ihren Schwalbensehwänzen 42 und 52 ebenfalls ineinander greifend mit den
Schwalbenschwanzausnehmungen 12 des Gehäuseelementes 10 installiert. Der Magnet 20
liegt an der Endkappe 50 an, und der Deekel 30 ist unter Verwendung eines
Befestigungslochs 33 an der Endkappe 40 befestigt und durch ein Löch 43 der Endkappe 40 angeschraubt.
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Figur 2 zeigt eine Teilschnittansicht der gerade beschriebenen Anordnung. Hier sind das
kanalförmige Gehäuseglied 10, Endkappen 40 und 50, ein Magnet 20 und ein Deckel 30,
montiert mit dem Magnet 20, auf der rechten Seite gezeigt. Eine Umkehr der angegebenen
Konfiguration oder eine Konversion in eine Linkskonfiguration erfordert nur einen Austausch der
Endkappen 40 und 50 und ein Umdrehen des Magneten 20. Ein Ankerblechstapel 25 ist leicht
vom Körper des Magneten 20 hervortretend dargestellt, kann jedoch auch mit der Oberfläche
in einer Ebene liegen. Montagelöcher 44 und 54, eine elektronische Steuereinheit 80 und
Elektromagnetdrähte 28 sind gezeigt, um das Verhältnis der Komponenten untereinander in
montiertem Zustand zu erläutern.
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Figur 3 zeigt eine Quersehnittsansicht der Anordnung, die an einem stationären
Gehäuseelement befestigt ist, um die Zischenverriegelungsanordnungen des Magneten 20 und des
kanalförmigen Gehäuselementes 10 zu erläutern. Eine sehwalbenschwanzförmige
Gehäuseausnehmung 12 und ein kartenartiger Gehäusevorsprung 13 sind auf beiden Seiten des
kanalförmigen Gehäuseelementes 10 gezeigt. Die Magnetanordnung 20 ist mit komplementären
Vorsprüngen und Ausnehmungen 22 und 23 dargestellt. Das ineinander greifende Paar, der
Vorsprung 13 und die Ausnehmung 23, wie hier dargestellt, bewirkt das Zurückhalten der
Magnetanordnung 20 innerhalb des Gehäuseelementes 10; der Schwalbensehwanzvorsprung
22 und die Sehwalbenschwanzausnehmung 12 schaffen jedoch den zusätzlichen Vorteil des
Vergrößerns der seitlichen Greifkraft des kanalförmigen Gehäuseelementes 10 am Magneten
20 in Reaktion auf jede Kraft, die dazu tendiert, den Magneten 20 nach oben aus dem
kanalförmigen Gehäuseelement 10 zu ziehen. Dies gesehieht aufgrund der ineinander greifenden
Schrägen auf den Berührungsflächen der Vorsprünge und Ausnehmungen.
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Figuren 4 und 5 zeigen eine Armaturanordnung 60 aus dem Stand der Technik und eine
entsprechende Armaturanordnung 70, die zur vorliegenden Erfindung gehört. Eine
Armaturkontaktplatte 62 ist auf einem zweiten Rahmenelement, vorzugsweise einer Tür oder einem
anderen bewegbaren Gegenstand unter Verwendung einer Montageschraube 64 befestigt. Dieses
Montageschema konzentriert die Zugkräfte auf die Montageschraube 64, so daß diese der
Platte 62 eine Biegespannung erteilt. Um diesen Kraftkonzentrationseffekt zu vermindern, hat
die Armaturanordnung 70 eine Kontaktplatte 72, die an einer Rückenplatte 75 unter
Verwendung von Schrauben 74 für die Rückenplatte befestigt ist. Die Schrauben 74 sind an der
Kontaktplatte 72 an weit entfernten Punkten befestigt. Eine Montagesehraube 76 ist auf der
Rückenplatte 75 zentral befestigt, um die Armaturanordnung 70 auf ihrem Rahmenelement
festzuhalten. Unter dieser Anordnung werden Zugkräfte in der Mitte der Rückenplatte 75
konzentriert, diese Kräfte werden jedoch von der Rückenplatte 75 an die Kontaktplatte 72 nur
mit der Hälfte der Größe gegenüber der Anordnung aus dem Stand der Technik
weitergegeben. Dies reduziert effektiv die Spitzentrennkraft auf die Hälfte des Wertes, den sie sonst
erreichen würde. Es reduziert weiterhin die Tendenz der Kontaktplatte 72 sich in Reaktion auf
die Kraft zu biegen und erlaubt dadurch, daß die Armaturanordnung 70 eine höhere
Gesamttrennkraft ohne Fehler bei der Verriegelungsfunktion aushält.
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Die vorliegende Erfindung schafft somit die Vorteile einer vereinfachten Anordnung einer
Elektromagnetgehäuseanordnung als Ergebnis einer Zusammenfassung der ineinander
greifenden länglichen Vorsprünge und Ausnehmungen auf den Seitenflächen des Magneten 20
und des kanalförmigen Gehäuseelementes 10. Die Art der Verriegelung dieser Vorsprünge
und Ausnehmungen eliminiert die Notwendigkeit für verschiedene Befestigungsmittel, die in
die Anordnung gesehraubt werden und vereinfacht dadurch die Anordnung selbst. Darüber
hinaus erzeugen Versuche, den Magneten vom Gehäuse zu entfernen, in den Fällen, in denen
die ineinander greifende Schwalbenschwanzkupplung vorgesehen ist, eine Zunahme in der
seitliehen Klemmkraft des Gehäuses gegen den Magneten. Außerdem werden dadurch, daß
die elektronische Steuereinheit getrennt von dem Ankerblechstapel und der
Magnetdrahtspulenanordnung gehalten wird, die Kosten von Remissionen während der Herstellung bedeutend
reduziert. Gekoppelt mit dieser Verbesserung bei der elektromagnetischen Gehäuseanordnung
schafft die Belastungsverteilung der Armaturanordnung eine wesentlich verbesserte
Verriegelungskraft und Zuverlässigkeit sowie vereinfachte Herstellung, Montage und Installation.