NO338500B1 - Elektromagnetisk låsanordning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører generelt en elektromekanisk låsinnretning og mer særskilt en låsinnretning hvor en elektrisk eller elektromekanisk aktivert låsemekanisme er fjærpåvirket for oppnåelse av bedre sikkerhet og ytelse.

Elektromekaniske låsinnretninger med en elektrisk samvirkende eller kontrollert frigjøringsmekanisme for manøvrering av en låssylinder er kjent. Slike låsinnretninger er eksempelvis beskrevet i US 5 839 307 og SE 9904771-4. Det beskrives der hvordan en aktuator dreies ved hjelp av en elektrisk motor. Aktuatoren tillater eller hindrer i sin tur bevegelsen av en sidestang. En måte for manipulering av en slik låsemekanisme er å forsøke å banke på låsen eller på annen måte forsøke å dreie aktuatoren til fristillingen.

EP 1 134 335 A2 beskriver en låsinnretning, hvor en fjær brukes for mekanisk tilbakeføring av en aktuator til en låsestilling. Denne utførelsen er vist i fig. 1, hvor det går frem at en returtapp presser på et fjærben, som i sin tur presser på en tannflate på en aktuator. Fjæren som er beskrevet i dette dokumentet, er fiksert ved hjelp av et deksel og dens eneste funksjon er å returnere aktuatoren til låsestillingen. Den er også relativt komplisert å montere.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en låsinnretning av den innledningsvis nevnte type, hvor den elektrisk kontrollerte låsemekanismen oppviser en større sikkerhet og også en bedre ytelse enn de kjente innretninger, samtidig som den også er enklere å montere.

Oppfinnelsen baserer seg på den erkjennelsen at en fjær som virker på en aktuator kan ha to ben, som går mot hver side av en anslagsdel på aktuatoren.

Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes det derfor en låsinnretning som angitt i patentkrav 1.

En fordel som oppnås med låsinnretningen ifølge oppfinnelsen er at dempefjæren hindrer forbiføringer når aktuatoren dreies raskt. Aktuatoren kan derfor dreies raskere mellom sine endestillinger. Fordi de to benene til dempefjæren hele tiden har anlegg mot aktuatorens anslagsdel, vanskeliggjøres en manipulering av låsemekanismen, eksempelvis ved hjelp av hamring eller lignende. En selvbalansering oppnås ved at to ben ligger an mot aktuatorens anslagsdel. Dette medfører flere fordeler. For det første kan dempefjæren monteres på enkel måte uten fiksering i kjernen. Dessuten sikrer balanseringen at det virker en bestemt kraft på halspartiet, med tilhørende øket nøyaktighet og dermed også øket ytelse.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningen, hvor

Fig. 1 viser en låsemekanisme i en låseinnretning som er utformet i samsvar

med kjent teknikk,

Fig. 2 viser et sprengriss av en låseinnretning ifølge oppfinnelsen,

Fig. 3a og 3b viser mer detaljert en låsemekanisme med en sidestang, en aktuator, en motor, en svingetapp og en dempefjær i en låseinnretning ifølge oppfinnelsen,

Fig. 4a og 4b viser mer detaljert den i fig. 3a og 3b viste svingetapp,

Fig. 5a og 5b viser mer detaljert den i fig. 3a og 3b viste aktuator,

Fig. 6 viser i et perspektivriss låsemekanismen uten motor, og viser

særlig samvirket mellom aktuatoren og dempefjæren,

Fig. 7 er et tverrsnitt gjennom aktuatorens halsparti,

Fig. 8a-d viser ulike enderiss av aktuatoren og dempefjæren, i ulike

dreiestillinger for aktuatoren,

Fig. 9 viser et sideriss av låsemekanismen i en alternativ

utførelsesform av oppfinnelsen, og

Fig. 10a-c viser toppriss av den i fig. 9 viste låsemekanisme.

Det følger nå en mer detaljert beskrivelse av foretrukne utførelser av oppfinnelsen. Fig. 1 viser kjent teknikk, som allerede er beskrevet foran og derfor ikke vil bli omtalt nærmere. Fig. 2 er et sprengriss med en sylinderkjerne 10, i en låseinnretning som er utformet i samsvar med oppfinnelsen. Kjernen 10 er utformet for plassering i en sirkelsylindrisk åpning 4 i et typisk sy Underhus 2, og kjernen vil derfor ha en ytre overflate som i hovedsaken samsvarer med husets åpning. Kjernen har et nøkkelspor 12 utformet for opptak av en nøkkel (ikke vist) på en vanlig måte. Kjernen 10 innbefatter et antall tappåpninger 14 hvor det på vanlig måte er anordnet tapper (ikke vist). Hvordan en egnet profilert nøkkel får kontakt med disse tappene og bringer dem til en skillelinje, slik at kjernen 10 kan dreies i forhold til låshuset, er kjent og vil derfor ikke bli beskrevet nærmere.

Virkemåten til tappene er ikke omtalt her, men det antas at en egnet profilert nøkkel er innført i låsen. Når det eksempelvis sies at kjernen er blokkert eller låst, så menes med dette at kjernen er blokkert av den elektrisk kontrollerte låsemekanismen.

Fig. 2 viser også en sidestang 20 som er fjærpåvirket radielt utover av en fjær 22 som virker på sidestangen. Virkningen til sidestangen er eksempelvis beskrevet i den svenske patentsøknaden 7906022-4, hvis innhold det her vises til.

Kjernen innbefatter også en i hovedsaken sylindrisk aktuator 30 som kan dreies ved hjelp av en motor 40. Motoren er forbundet med en elektronisk modul 48 ved hjelp av to ledere 42a, 42b. Disse lederne er beregnet til å gå i et spor i kjernen. I tillegg til en vanlig mikro-reguleringsenhet med tilhørende minne for lagring og bruk av programvare sammen med drivkretser for drift av motoren 40 etc, innbefatter den elektroniske modulen også en nøkkelkontakt 44 i form av en elektrisk ledende metallstrimmel som får mekanisk kontakt med en nøkkel som innføres i nøkkelsporet 12. Dette muliggjør at nøkkelen og den elektroniske modulen kan utveksle elektrisk energi og data. Et batteri som driver motoren 40 og den elektroniske modulen 48, kan plasseres enten i låseinnretningen eller i nøkkelen. Radielt innenfor motoren er det anordnet en dempefjær 46 for demping av motorens 40 dreiebevegelser.

Dreiebevegelsen til aktuatoren 30 kan også påvirkes med en svingetapp 50 hvis dreieakse går i hovedsaken i rett vinkel på aktuatorens dreieakse. Svingetappen er anordnet i en kanal 16 (ikke vist) som går til nøkkelsporet 12.

Sidestangen 20, aktuatoren 30 og motoren 40 med tilordnede komponenter, så som dempefjæren 46, er anordnet i en utsparing 10a i kjernens overflate og holdes på plass med et deksel 18. Tilsvarende er den elektroniske modulen 48 anordnet i en utsparing i kjernens overflate, rett overfor utsparingen 10a.

Låsemekanismen med sidestangen 20, aktuatoren 30, motoren 40, dempefjæren 46 og svingetappen 50, skal nå beskrives nærmere under henvisning til fig. 3a, 3b, 5a, 5b. Svingetappen 50 har en spiss 50a beregnet for samvirke med en nøkkel som er ført inn i nøkkelsporet 12. Svingetappen har også en utsparing 50b med en flate beregnet for samvirke med en flate 30b på aktuatoren 30. Svingetappen har også et sete 50c for svingetappfjæren 52.

Aktuatorens 30 overflate har en i hovedsaken sylindrisk form og har en i lengderetningen foreløpende utsparing 30b beregnet for opptak av en del av sidestangen 20 når aktuatoren er plassert i en fristilling. Aktuatorens overflate har også en utsparing 30b som strekker seg rundt den midtre delen av aktuatoren, over en vinkel på ca. 225°, slik det er vist i fig. 5a og 5b. Denne utsparingen er beregnet for samvirke med bunnflaten i svingetapputsparingen 50b, for mekanisk retur av aktuatoren. Aktuatoren 30 har også et halsparti 30c beregnet for samvirke med dempefjæren 46, for derved å dempe for store bevegelser av aktuatoren og vanskeliggjøre en manipulering av låsen ved å banke på den. Dette vil bli nærmere omtalt nedenfor. Aktuatoren har også en aksial boring 3Od for opptak av en aksel tilhørende motoren 40.

Samvirket mellom aktuatoren 30 og dempefjæren 46 vil nå bli beskrevet nærmere under henvisning til fig. 6, 7 og 8a-d. Dempefjæren 46, som fortrinnsvis er en fjær av rustfritt stål, har første og andre, i hovedsaken rette lange sidedeler 46a, 46b. Disse er forbundet med hverandre ved hjelp av en i hovedsaken rett og kort sidedel 46c. De lange sidedelene og den korte sidedelen ligger således i ett og samme plan. I den enden som er motsatt den korte sidedelen 46c har de lange sidedelene 46a, 46b respektive bendeler 46d, 46e. Disse går i hovedsaken perpendikulært på det planet hvor de lange sidedelene og den kortere sidedelen ligger.

Bendelene 46d, 46e er i hovedsaken innbyrdes parallelle.

Bendelene 46d, 46e har klemforbindelse med aktuatorens halsparti 30c. Dette halspartiet har en varierende radius, se fig. 7.1 fig. 7 er det vist et tverrsnitt av halspartiet 30c til aktuatoren, i høyde med fjærbenene. Halspartiet er rotasjonssymmetrisk og har første periferiavsnitt, betegnet med 30c' i figuren, hvilke periferiavsnitt har i hovedsaken konstant radius. Disse avsnittene går over i andre periferiavsnitt 30c" som har avtagende radius. Tredje periferiavsnitt 30c'" er i hovedsaken plane. De to bendelene 46d, 46e til dempefjæren 46 ligger som følge av rotasjonssymmetrien samtidig an mot korresponderende periferiavsnitt.

Bendelene 46d, 46e går mot radielt motliggende flater i aktuatorens halsparti 30c. De utøver derfor like store, men motsatt rettede krefter på halspartiet 30c, slik at det derved oppnås en selvbalansering. Dette medfører flere fordeler. For det første kan dempefjæren monteres uten fiksering i kjernen. Det er nok å bare helt enkelt plassere den innenfor motoren 40, som i det viste eksemplet, hvorved fjæren holdes på plass. Dette muliggjør en enkel montering. Videre vil balanseringen sikre at det virker en bestemt kraft på halspartiet, hvilket gir større nøyaktighet og dermed bedre ytelse.

Fjærens lange sider 46a, 46b er fortrinnsvis så lange som mulig, for derved å oppnå en god fjærdynamikk. I eksemplet har de lange sidene en lengde som i hovedsaken svarer til motorens 40 lengde, ca. 10 mm.

Virkemåten til halsavsnittets form vil nå bli beskrevet nærmere under henvisning til fig. 8a-d. I fig. 8a er aktuatoren 30 vist i en fristilling, hvor utsparingen 30a i aktuatoren, hvilken utsparing er beregnet for sidestangen, vender mot sidestangen. I denne stillingen er låseinnretningen elektrisk åpen, fordi sidestangen ikke hindrer en dreiebevegelse av kjernen 10. Bendelene 46d, 46e ligger an mot de første periferiavsnittene 30c'. Når aktuatoren begynner å dreie seg ved hjelp av motoren vil bendelene beveges mot periferiavsnittene 30c". Radius avtar for benene når aktuatoren dreies fra fristillingen. Fig. 8b viser en stilling i hvilken aktuatoren er dreiet ca. 10° fra stillingen i fig. 8a. I fig. 8c er det vist en stilling etter en fortsatt dreiebevegelse, idet aktuatoren er dreiet totalt ca. 45°. Dersom aktuatoren i denne stillingen utsettes for vibrasjoner, under såkalt hamring eller banking, så vil de kreftene som dempefjæren 46 utøver på halspartiet 30c medføre en dreiebevegelse av aktuatoren mot den i fig. 8d viste låsestilling. Aktuatoren vil da være dreiet totalt ca. 90°. I denne stillingen går bendelene 46d, 46e til dempefjæren mot periferiavsnittene 30c'". Aktuatoren har en hvilestilling i låsestillingen i fig. 8d, fordi disse avsnittene i hovedsaken er plane. Dette betyr at en vibrasjon av aktuatoren i denne stillingen ikke vil gi noen dreiebevegelse for aktuatoren, hvilket i stor utstrekning medfører at en manipulering blir mer vanskelig.

I tillegg til funksjonen som en beskyttelse mot manipulering, virker dempefjæren også til å dempe for store bevegelser ved en rask endring av aktuatorens dreiestilling. For å unngå forsinkelser i låsefunksjonen, er det ønskelig med en så kort dreietid som mulig for aktuatoren mellom fristillingen i fig. 8a og låsestillingen i fig. 8d. Takket være friksjonen mellom dempefjæren og aktuatorens halsparti, muliggjøres en meget høy dreiehastighet samtidig som man unngår forbipasseringer i endestillingene når dreiehastigheten raskt går mot null.

I en alternativ utførelse som er vist i fig. 9 og 10, er motoren med dreieakselen erstattet av en lineærmotor eller en solenoid 140. Denne er forbundet med en aktuator 130 som er bevegbar i en lengderetning. I aktuatoren 130 er det anordnet et hull 130a beregnet for opptak av en spiss 120a på en sidestang 120. I den stillingen som er vist i fig. 10 kan således sidestangen beveges mot aktuatoren fordi spissen flukter med hullet 130a.

En dempefjær 146, som svarer til den foran beskrevne fjæren 46, går mot akselen mellom motoren og aktuatoren, idet akselen anses å være en del av aktuatoren. Dempefjæren har således samme generelle form som i den første utførelsen. Fjærens hensikt er å dempe bevegelser av motorakselen og å gjøre en manipulering vanskeligere, selv om motorakselen bare utfører lineære bevegelser og ingen dreiebevegelser. Motorakselen kan ha varierende diameter i lengderetningen, dersom det er ønsket.

En svingetapp 150, som svarer til tappen i den første utførelsen, er anordnet for mekanisk bevegelse av aktuatoren når nøkkelen tas ut fra låseinnretningen. Den er derfor forsynt med en tapp 150a eller et annet middel som gjør det mulig å påvirke den med en nøkkel som føres inn i låsinnretningen. Svingetappen fjærpåvirkes ved hjelp av en ikke vist fjær. Ved en dreiebevegelse av svingetappen, se fig. 13b, vil en flate på den gå mot aktuatorens endeflate. Derved gis aktuatoren en lineær bevegelse i motorretningen, se fig. 13c. Hullet 130a føres ut av flukt med spissen 120a på sidestangen 120, og derved hindres sidestangen i å bevege seg innover mot aktuatoren. Aktuatoren 130 har således samme funksjon som den dreibare aktuatoren 30 i den første utførelsen.

Foretrukne utførelsesformer av en låsinnretning ifølge oppfinnelsen er beskrevet foran. Fagpersoner vil vite at disse kan varieres innenfor rammen av patentkravene.

Den elektriske bevegelsen av aktuatoren til låsestillingen er beskrevet som en dreiebevegelse over 90°. Man vil forstå at det også er mulig å ha andre vinkelområder, så lenge utsparingen 30a for sidestangen ikke er nøyaktig overfor sidestangen.

Anslagsdelen som dannes av aktuatorens halsparti, kan ha en annen form eller plassering på aktuatoren.

Man vil også forstå at selv om det her er vist og beskrevet en kombinasjon av en elektrisk kontrollert låsemekanisme og konvensjonelle låsetapper, så kan den inventive ideen også brukes i låseinnretninger som ikke har annen låsing enn den beskrevne låsemekanismen.

Dempefjæren 46 er vist og beskrevet med en bestemt form. Man vil forstå at fjæren kan ha en annen form, så lenge den bare har to innbyrdes parallelle benavsnitt som går mot radielt motliggende flater på aktuatorens halsparti eller akselen mellom motoren og aktuatoren. Den korte sidedelen 46c kan ha en avrundet form.

Claims (10)

1. Låsinnretning innbefattende: - et hus (2) med en åpning (4), - en kjerne (10) som er dreibart montert i åpningen (4) og har et nøkkelspor (12) for opptak av en nøkkel, - et låseelement (20; 120) som samvirker med huset (2) og kjernen (10) og er bevegbar mellom en fristilling, i hvilke kjernen er dreibar i forhold til huset, og en låsestilling, i hvilken låsestilling en dreiebevegelse av kjernen i forhold til huset er blokkert, - en elektronisk påvirkbar aktuator (30; 130) som er montert i kjernen (10) og som er bevegbar mellom en åpningsregistrerende stilling, i hvilken bevegelse av låseelementet (20; 120) til fristillingen er tillatt, og en låsestilling, i hvilken bevegelse av låseelementet til fristillingen er blokkert, og en fjær (46) i anlegg mot en anslagsdel (30c) av aktuatoren,karakterisert vedat fjæren er anordnet med to innbyrdes parallelle bendeler (46d, 46e) som har anlegg mot radielt motliggende flater på aktuatorens anslagsdel.

2. Låsinnretning ifølge krav 1, karakterisert vedat fjæren har første og andre, i hovedsaken rette og lange sidedeler (46a, 46b) som er forbundet med hverandre ved hjelp av en kort sidedel (46c).

3. Låsinnretning ifølge krav 2, karakterisert vedat de lange sidedelene (46a, 46b) og den korte sidedelen (46c) er anordnet i ett og samme plan.

4. Låsinnretning ifølge krav 2 eller 3, karakterisert vedat de lange sidedelene (46a, 46b) går over i en respektiv bendel (46d, 46e) på den enden som er motliggende den korte sidedelen (46c).

5. Låsinnretning ifølge krav 3, karakterisert vedat bendelene (46d, 46e) strekker seg i hovedsaken perpendikulært på planet som er definert av de lange sidedelene og den korte sidedelen.

6. Låsinnretning ifølge et av kravene 1-5, karakterisert vedat aktuatorens anslagsdel innbefatter et halsparti (30c) på aktuatoren.

7. Låsinnretning ifølge et av kravene 1-5, karakterisert vedat anslagsdelen på aktuatoren innbefatter en del av en motoraksel som forbinder aktuatoren med en motor.

8. Låsinnretning ifølge et av kravene 1-7, karakterisert vedat aktuatorens anslagsdel (30c) er rotasjonssymmetrisk.

9. Låsinnretning ifølge et av kravene 1-8, karakterisert vedat anslagsdelen (30c) har første periferiavsnitt (30c') med i hovedsaken konstant radius, hvilke første periferiavsnitt går over i andre periferiavsnitt (30c") som har avtagende radius.

10. Låsinnretning ifølge et av kravene 1-9, karakterisert vedat anslagsdelen (30c) innbefatter tredje periferiavsnitt (30c'") som er i hovedsaken plane.