RU4131U1 - Стопорное устройство - Google Patents

Abstract

1. Стопорное устройство в виде стержня, выполненного и установленного с возможностью перемещения под действием сил магнитного взаимодействия его с постоянными магнитами, отличающееся тем, что в нем размещен постоянный магнит таким образом, что один из концов стопорного стержня намагничивается в магнитном поле этого магнита, приобретая полярность одного из его полюсов, а на другом фиксирующем конце стержня выполнена канавка шириной равной или большей толщины фиксируемого им подвижного элемента в месте их соприкосновения.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на фиксирующем конце стопорного стержня установлена рейка с фиксирующими элементами и отверстиями, разделенными перемычками с прорезями и выполненными с обеих перпендикулярных оси стопорного стержня сторон со смещением отверстий, расположенных по разные стороны рейки вдоль линии ее перемещения на расстояние равное или большее диаметра фиксирующего конца стопорного стержня, при протяженности каждого из отверстий в том же направлении равной требуемому перемещению рейки при одном цикле воздействия магнитным ключом на свободный конец стопорного стержня.

Description

Полезная модель огаосится к ма1 нитомеханическим системам, а более конкретно к устройству механизмов, обеспечивающих постановку и снятие ограничений движению элеме1ггов, недоступных для непосредственного контакта с ними (например, закрепленных на внугренней стороне сгеорок закрытых камер, за глухими перегородками и т.д.), а также перемещение таких элементов за счет силового воздействия на них постоянными магнитами и может быть использовано во всех видах запирающих устройств и в устройствах иного назначения.

Известно стопорное устройство (1) в виде сгержня, вьшолненного и установлеьгаого с возможностью перемещения под действием сил магнитного взаимодействия его с посюяннымн Mariiirraivtn (мзгиитаыми ключами).

Сгерженъ .этого стопорного усфойсгва вьшолнен из немагнитного материала (меди). Для обеспечения возможности воздействия на стержень магнигнымя ключами и измепе/шя л счет .этого его положения относительно фиксируемого им подвижного элемента на свободного (не соприкасающийся с подвижным элемеялом) конце стержня закреплена шхастина из магнитомягкого материала.

Указанное стопорное устройство обладает радом недасгатков. Наиболее существенный из них сосюит в том, что оно работоспособно лишь при размещении управляющих его положением постоянных магнитов с внутренней стороны створок. Для бесконтактного с наружной стороны створок управления магнитными ключами это стопорное уагройство в предложенном в (1) виде не пригодно и поэтому не может рассматриваться как средство обеспечения секрсгносги запирающих устройств.

Стопорное устройство

Наиболее близким по технической сущности к объекту предлагаемому в качестве полезной моде;ш стопорному устройст1ву является стопорное устройство в виде сгержня, выполненного и установленного также с возможностью перемещения под действием сил мах нитного взаимодействия его с постоянными магаитами. Стержень этого стопорного устройства изготовлен из магннтомягкого материала (железа) и нагружен в осевом направлении усилием пружины, под действием которого фиксир ющий конец его располах аето в специально предусмсгфенных для него фиксирующих полостях в подвижном элементе, препятствуя тем самым его перемеще шю. Снятие запрета на движение подвижного элемеггга производится магшггным при размещении его в зоне пувствительности стопорного устройства (имеются в виду участки наружной поверхности створки 11 арипег-ающис к ним области воздзшного прострсшства, размещение в которых ма1 нитного ключа выбывает двАтжение стопорного стержтш)

Достоинством этого сгоморногс) ус-фойсгва является относительная простота конс-фукщш и дост тпюсть для бесконтактного управлений им с наружней стороны створок. Основной недостаток - слабая чувствительность к воздейсгвшо на него магнитного поля ключей (магш1тных), обусловленная гем, что

для трогания стержня и его перемещения необходимо преодолевать помимо

силы трснкя стержня о с1фикасаю1Щ1сся с ним поверхности еще и пропапзодействующая его движению усилие пружины. Этот недостаток особенно заметен при размещении стопорного устройсп-ва на внутренней стороне створок, выnojfflemjbix из железа, стали и других магнитомягких материалов, экранирующих, как известно, установленные за ними устройства от влияния (воздействия) на них внешних магнитных полей.

Техническая задача, решенная предлагаемой полезной моделью является повышение чувслвигельности стопорных устройств к воздействию на них магнитных ключей, доведенне ее до уровня, обеспечивающего возможность управления с1-опорными устройствами через створки, вьшолненные из магнитомягкнх материалов (железа, CTajm и др.) и повьппение секретности управления фиксируемыми ими подвижными элементами запирающих устройств (повышение секретности зашфающих усгройсггв) и устройств иного назначения.

Решение сформулированной технической задачи достигается тем, что в стопорном усхройстве в виде стержня, вьшо.1шенного и установленного с возможностью перемещения под воздействием сил магшпного взаимодействия с ПОС10ШШЫМИ магшп-ами, размещен постоянны магнит таким образом, что один из контюв crofiopiioro стержня (свободный eiO конец) намагничивается в MajHHTHOM поле ттого , гфиобретая полярность одного из его полюсов, а па другом (фиксирующем) конце cгepжJiя вьшо.чнена канавка пшриной равной или бо;п,шей толлдшы фиксируемого им подвижного элемента в месте их соприкосновения.

Существо полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 и 2 показан общий вид одного из вариантов предлагаемого стопорного устройства в корпусном исполнешш. Фиг. 3 и 4 поясняют механизм взаимодействия стопорного устройства с фиксируемыми им подвижными элементами на примере подвижного элемента замка традиционного иcпoJшeния. Для наглядности размеры фиксрфующих элементов стопорного устройства пр1шяты такими же как на фиг. 1 и 2.

При описании работы стопорного устройства предполагается, гго створки выполнены из магнитомягкого материала. Положение стержня О1носитеш но

поверх11ости створки и фиксируемого им подвижного элемента соответствует на фш. 1 закрьггому состоянию замка, на фиг, 2 - открытому его состоянию.

Стопорное устройство выполнено в виде расположенного в корпусе I стержня 2 с закрепленными на торцевой стороне одного из его концов (свободщого конца) постоянным магнитом 3, намапшченным вдоль оси стержня. На другом корще стержня (фиксирующем) по периметру его поперечного сечения вьшолнена конавка 4, Стопорный стержень 2 и корпус 1 стопорного усфойства при указанном ра мещснки поегоянного магнита в нем могут быть вьтолнеиы как из материалов с ылсокой мапситной проницаемостью, так и из немагнитньк матсршиюв. Более ч всвт1ггсльными к утфавляющим воздействиям со cTopoiTbi магшгпг1 лх ключей и более высокими эксплуатационными качест зами в рамхал рассм:1тр{ васмой конструкции стопорных устройств обладают те ргз агос, ьттопорный сгержеш 2 в которых целиком или частично (пршгет аютзя к м.ягнтпл его ) вьшотэтен из материала с высокой магнитной ;фони;л;;емос17 к, з 1 - я ксмапгатного материала. Стопорное устройство можег быть размещено вблизи фиксируемого им запирающего устройства на общем с основагает. или отдельно от него в произвольном месте

внутренней поверхности сгворок, что является более предпочтительным вариантом его размещения с точки зрения обеспечения секретности запирающих и других устройста, хотя и сопряжено с определенньпуса трудностями в организации механических связей стопорного усхройсгва с фнкеируе&1ыми им цодвижными элементами.

В приведенном на фиг. 1, 2, 3 и 4 варианте исполнения стопорного устройства и компановки его с запирающим устройством 5 (замком) для фиксации подвижного элемента 6 используется закрепленный на нил хвостовик 7 е фиксирующимн элементами в виде сквозного отверстия диаметром D2, несколько

большим диаметра Di фиксирующего конца стержня 2 и дрямыкающ к этому оогверстию прорезью, ширина которой Ъсф по условию о6 хя1ечешш работоспособноспя запирающего устройства выполнена несколько большей диаметра di стопорного стержня под канавкой 4. Длина прорези 1а из тех же соображсЕШЙ выполнена больше хода S запирающего элсмсап 6.

Работа стопорного устройства характеризуется перемещениями стержня между следующими тремя его устойчивыми положениями. Первое положоше стержня соотвстсвует закрытому состоянию замка. Торцевая сторона свободного конца стержня 2 (повершосп сев фного полюса постоянного магнкга 3) располагается при этом на минимальном 5i расстоянии от внутргагаей noBqpxНОС1И ciBopKH 9 (фиг. 1), а фиксирующий конец стержня располагается внутри фиксирующего отверстия в хвостовике (фиг. 3), препятствуя ДВИЖСЕЕВЕЮ хвостовика 7, а, следоватеашно, и запирающего элеменга 6 в направлении апгарания замка ( на фиг. 3 - вправо).

Во второе положение стержень переходкгг после появлошя в зоне чувствительности стопорного устройства магнишого ключа 8. Под дейспвием сил магннгаого взаимодействия постоянных магнитов ManraiHoro ключа и закрепленного на свободном конце стержня магнвгга 3 стержень удаляется от внутреннст поверхносги створкн на расстояние б2 5i (S - ход стержня).

При этом фиксирующий конец стержня выходит из фиксирующего спсвqpcIия хвостовика и приподнимается над его обращенной внутрь запираемого помещ шя поверхностью, освобождая тем самым путь для движения запирающего элемента замка в направлении отпирания последнего. Присутслше

§2-

магнитного ключа в зоне чувствительности стопорного успройства при отирании замка обязательно до тех пор, пока проекция его фиксирующего конца на хвостовик не перекроет контуры выполненной в нем прорези. После вывода магнитного ключа из зоны чувствнтап нос1и стопорного устройства фиксируюпщй конец стержня под дейс1вием силы притяжения постоянного магнита 3 к створке 9 прижимается к хвостовику (фиг. 4), Расстояние между торцевой поверхностью свободного конца стержня (северным полюсом магнита 3) и створкой до полного оттшрания замка и последующего его запирания остается постоянным и равным в рассматриваемом случае 5з

Установка магната с торцевой стороны свобо/щого конца стержня эффективна в случае применения высококоэрцетивных сплавов постоянных магнитов с высокими значениями магнитной энергии, таких как сплавы на основе редкоземельных элементов типа Nd - Fe - В и SmCoj. Применение других сплавов более дешевых и менее дефицитных (оксидно-бариевых магнигов, ферритстронцевых и других) в стопорных устройствах при показанных на фиг. 1 и 2 вариантах размещения постоянного магнига в них сопряжено со значигельным увеличением габаритов, как самого стопорного устройства, так и магннгаого ключа.

Решение проблемы снижения стоимости стопорного устройства при сохранении уровня их массогабаритных показателей и чувстввггельности к воздействию магнитных ключей обеспечивает применение в них цилиндрических радиально намагниченных постоянных магнитов (фиг, 5) и размещение их вокруг стержня на корпусе. Показанный на фиг. б вариант стопорного устройства поSi Зз 52эволяет даже при небольшой удельной 3Hq)rHH сплава постоянного магната добиться значений ицдукций магнитного поля в торцевом участке свободного конца стержня больших, чем в устройствах, выполненных в соотжетсвин с фиг, I и 2. Поскольку при принятой на фиг. б полярности установленного на корпусе постоянного магнита свободный конец стопорного стержня приобретает полярность северного его полюса, то по характеру его взаимодейспвия с магнитным ключей этот конец стержня аналогичен постоянному магниту, установленному в соопгветствии с фиг. i и 2 и все изложенное ранее относительно работы стопорного устройства, показанного на этих фигурах, справедливо н к стопорному устройс-шу, показанному на фиг. 6.

Изложенная логика работы предлагаемых стопорных устройств, построенная на отгалкивающем воздействии магнитных ключей на свободный конец стопорного стержня является более предпочтительной по сравнению с логикой их работы при обратном направлении силы взаимодействия между теми же элементами. Обусловлено это тем, что при выбранной ориентахщи векторов намагниченности посгоянных магнитов магнитных ключей и свободного конца стержня действие каждого из них, на расположенный между ними участок створки, носит подмагничивающий характер, вызьшая уменьшение магнвгшой проницаемости этого участка. При соответствующем выборе толщины этого участка, а так же параметров и размеров магнипаого ключа и стопорного устройства можно добиться практически полного устранения экранирующего действия магнитомягких створок на резлультаты взаимодействия магиитного со стопорным устройством.

Особенностью предлагаемых беспружинных стопорных устройств с постоянными магнитами является обязательное присутствие в них ф(фромагн пного элемента с торцевой стороны свободного конца стержня. Если это условие не

реализовано при изготовлении или установке стопорных устройств, они утрачивают способнос1ъ самостоятельно без внешнего на них силового воздействия возвращать стержень в исходное положение после каждого воздействия на них магнитного ключа. В связи с изложенным применение этвх стопорных уст ройств по прямому их назначению становится недопустимым.

В рассмотренных ранее вариантах использования стопорных устройств, возвращение стержня в исходное положение осуществляется за счет сия магниггного взаимодействия свободного конца стержня со створкой. Если створка вьшолнена из немагшггного материала (из дерева, пластмассы), то для получения того же результата необходимо предусматривать специальные меры (например, закрепить на корпусе с торцевой обращенной к створке его стороны пластину из магнитомягкого материала или такую же пластину установить на (или в) не магнитной створке в месте крепления к ней стопорного устройства. Последний вариант показан на фиг, 6. Пласпша из магнитомягкого материала обозначена цифровым индексом 10),

Характерным для предлагаемого стопорного устройства является то, что оно может быть использовано не только по своему прямому назначению, а именно, для фиксации подвижных элементов запирающих устройств, но и самостоятельно выполнять их функции.

Для этого не требуется вноснгь в конструкцию стопорного устройства каких-либо изменений. Достаточно лишь закрепить его по одну из сторон стыка между створкой и рамой (на створке, например), а на другой стороне от него (на раме) разместить ответную часть для удержания в ней свободного конца стержня. Ответная часть может быть вьшолнена в виде углубл шя с расположенной на дне пластиной из магнитомягкого материала, как это показано на фиг. 6, если рама (в рассматриваемом конкретном случае) вьшолнена из немагHHTHoro материала или без такой пластины, если рама выполнена из магнитомягкого материала.

Возможны и другие варианты выполнения ответной части, включая различного рода накладные удерживающие элементы в виде скоб, цилиндров, уголков и т. д. Вьшолиение каиавки на противоположном конце стопорного стержня в этом случае не требуется.

Ek}змoжнocm рассмотренных вариантов исполнения предлагаемых стопорных устройств как средств обеспечения и повышения секретности запирающих устройств ограничены постановкой и последующим (перед отпиранием) сня-гаем ограничешш на перемещение подвижных их элементов при разовом (одном) воздействии магнитного ключа на свободный конец стопорного стержня. Для обеспечения повышенной секрсгностги запирающих устройств, характеризующейся снятием или подготовкой к снятию ограничений на движение подвижных их элемен1ов после нескольких воздействий магнитного ключа на свободный конец стержня эта стопорные устройства без внесения изменений в их конструкцию непригодны.

Ограничехгаыми возможностями обладают они и для выполнения других функций, не связанных с ограничением движения подвижных элементов. В частности, из-за малого хода стрежня и относвггельно малых действующих на него со стороны магнитного ключа усилий эти устройства могут иметь лишь очеиь ограниченное применение в системах бескоягактного привода механизмов, расположенных в закрытых (в том числе и непроницаемых) помещениях.

Добшься повьппения секретности управления стопорными устройствахш, а следовательно и повышения секретносги запирающих устройств, подвижные элементы которых они фиксируют, можно путем установки иа фиксирующем конце стопорного стержня рейки с фиксирующими элементами н oтвq)cтвиями,

разделенными перемычками с прорезями и вьшолненными с обеих перпгадикулярных оси стопорного стрежня сторон рейки со смещением отаерствий, расположенных по разные стороны рейки вдоль линии ее перемещения на расстояние, равное или большее диаметра фиксирующего конца стопорного стержня при протяженности каждого из отверстий в том же направлении равной требуемому перемещению рейки при одном пикле воздействия магнитным ключом на свободный конец стопорного стрежня.

На фиг. 7 показан общий вид (фиг. 7а) одного из вариахггов предлагаемого стопорного угройсгва и два продольных его разреза при двух крайних полженинх подвижной рейки занимаемых ею сразу после фиксации подвижного элемента запирающего устройства, специально предусмотренным на ней для этого фиксирующим элементом в виде пггиф (фиг. 76), и после снятия ограничений на перемещение подвижного элемента (фиг. 7в), На фиг. 8 показны характерные положения фиксирующего конца стержня, последовательно занимаемые им в полостях отверстий рейки при перемещении ее на расстояние, равное шагу (за один цикл воздействия магшпным ключом на свободный конец стопорного стержня).

Стопорное устройство характеризуется той же совокупностью отличительных признаков, что и стопорные устройства, выпо1гаенные согласно фиг. 1, 2 и 5. Отличается же оно от последних тем, что на конце фиксирующего стрежня 2 в нем установленна с возможностью свободного перемещ шя в корпусе 11 рейка 12с отверстиями 1, 2, 3 и т.д. (фиг. 8), разделенными перемы псами 13с прорезями. Ширина прорезей Лф (фиг. 7) по условию работы стопорного устройства вьшолнена больше диаметра стержня di под впадиной 4 (фиг. 1). Охверсхия выполнены с обеих перпендикулярных оси стержня 2 сторон . На чертежах показана рейка с глубиной отверстий с каждой стороны равной половине толпцшы рейки Лр (фиг. 1, 8). Вообще же допусхаегса вьшолнение ( расположеяшлх по разные сторошл рейки разной глубины. Для обеспечения работоспособности стопорного усройства отверстия расположенные но одну из сторон рейки (отверстия 1, 3, 5 и 7 на фиг. 7) смещеины относитеяьио отверстий на другой ее спгороие (отверспш 2, 4, 6) вдоль направления перемещения рейки на расстояние h, равное половине расстояния между мсремычками или что то же равное половине шага перемещения рейки &г (фиг. 7а). При необходимости можно сместить отверстия на расстояния, отличные от 0.5S2, но при этом следует иметь в виду, что выбранные конкретные значения h не должны выходить за пределы следующего диапазона:

где Di - максимальный размер контура поперчечного сечения фиксирующего конца стгержня вдоль направления перемещения рейки.

При вьтолнешш стержня цилиндрической формы, как это сделано в рассматриваемом варианте стопорного устройства за Di следует принимать диаметр фиксирующего конца стопорного стержня 2 (фиг. 1).

Для фиксации подвижных элементов запирающих устройств на рейке предусмотрен фиксЕфующий элемент в виде штифта 14 Логика взаимодействия штифта с элементами аналогичного назначения, перемещающимися вместе с подвижными элементами запираюпщх устройств cocroirr в том, что он образует с ними механические связи, препятствующие движению подвижных элементов после запирания замка, и выходит из этих жяз после перемещения рейки на расстояние, равное произведению установленного числа ЦИЕЛОВ воздействий магнитного ключа 8 на свободный конец стопорного стержня 2. Максимальное

DI 5 h i; 0.5S2,

п ремсщсявие рейки, а следовательно, и штифпга 14 равно S20iQi - 1), boi число отверстий на той стороне рейки, которая обрещ Ев в сторону стопорного спрсжня. В рассматриваемом случае hoi 4.

Учитывая многообразие возможных вариантов техннчесхой реализации механических связей между фиксирующими элементами рейки и подвижных элементов запирающих устройств, а также то обстоятепоЕлггво, что они ие затрагивают сущности заявляемой полезной модслш, описание работы стопорного устройства дается без указания конкретного устройства и размещения фиксирующих элементов на подвижном элементе замка и их взаимодействия с фиксирующим элементом рейки (штифтом). Указываются лишь поэтапные результаты этого взаимодействия.

Перед процедурой зашфания замка рейка ставится (возвращается) в исходное положение, соответствующее размещению фиксируемого коица стопорного стержня 2 в верхней части отверстия 1 (фиг. 7а, 76, 8а). В процессе запирания замка вьшолнегшые на его подвижном элементе фиксирующие элементы перемещаются относительно фиксирующего штифта 14 рейки и занимают в конце этого этапа работы замка такое положение относнггельио штифта, при котором последний препятствует возвращению подвижного эдеменга в исходное положение. Рейка при запирании замка может оставаться неподвижной, либо, если это предусмотрено условиями фиксации подвижного элемента, она может перемещаться вверх на расстояние, не превышающее Si - Di (фиг. 8а).

Перемещение рейки при воздействии магнитяого ключа на отопроный стержень носит дискрешый характер. При введении магниггаого ключа в зону чувствительносш стопорного устройства стержень 2 под действием СЁЛ магякгного взаимодействия свободного его конца с магнилаым ключом перемещается влево на расстояние, равное Si. При этом фиксирующий коаец стрежня

перемещается из верхней части отверстая 1 в нижнюю часть схтверстия 2 (фиг. 86), а его место в отверстии 1 зашшает прилегающий к нему участок стержия меньшего диаметра di Di. В результате рейка 11 освобождается от св51зей с фиксирующим концом С1хржня и перемсщаепгся вниз до соприкосиовеиия с ним внуп}еиней поверхностью перемьпки, разделяющей отверстия 2 и 4 (фиг. 8в). После вывода магнитного ключа из зоны чувствительности стопорного устройства стержень 2 под действием сипы притяжения свободного его конца к внутренней поверхности створки начинает перемещаться в обратном направлении, выводя фиксирующий свой конец из отверстия 2 в нижнюю часть отверстия 3 (фш-. 8г). Рейка вновь освобождается от ограничивающих ее движение связей с фиксируюпщм кошдом стержня и вновь перемещается вниз до соприкосновения с ним перемычки, разделяющей отверстия 3 и 5 (фиг. 8д). Таким образом, за один полный щнсл воздействия магнкгаым ключом на свободный конец стопорного стержня рейка, а следовательно, и штифт 14 перемещаются на расстояние, равное шагу 82 (фиг. 8). За п таких циклов они переместятся на расстояние SP nSi равное или большее того расстояния, которое необходимо для освобождения подвижного элемента замка от препятствующих его перемещению связей со штифтом 14.

В рассмотренном примере выполнения стопорного устройства перемещение рейки осуществляется под действием силы ее тяжести.

В тех случаях, когда сила тяжести рейки не способна обеспечить ее перемещение в требуемом направлении, например, при размещении рейки в горизонтальной плоскости, для обеспечения работоспособности сгохфоного усройства следует предусматривать в нем элементы, обеспечивающие силовое воздействие на рейку на всем пути ее перемещения. Функции таких элементов способиы выполнвггь пружины, постоянные магнЕгты и т.д.

Приведенная на фиг. 7 и 8 конструкция рейки не достаточно тошологячна. Более технологичными в определенных случаях могут оказаться рейки, выполненные из двух сдвинутых друг относительно друга и жестко связанных между собой пластин со сквозными отверстшсмн. Ввнду того, irro чертежи выполненной таким образом рейки отличаются от чертежей целостной рейки, показанной на фш 7 и 8, лишь присутствием в них линий, разделяющей пластины, приводить их в описании представляется излишним.

Перемещение рейки предлагаемого стопорного устройства на расстояние SP значительно превьштающее длину хода стопорного стержня 82 позволяет рассматривать его не только как устройство для фиксации подвижных элементов различных механизмов, но и как устройство, способное самостоггельно приводить элементы в движение.

Источники информации, принятие во внимание:

1.Патент России на изобретение № 11528, кл. 68а, 41 (Е05В63/02).

2.Патент России на изобретение № 8710, кл. 68а, 38 (Е05В63/29), опубл. 1929 г.

Claims (2)

1. Стопорное устройство в виде стержня, выполненного и установленного с возможностью перемещения под действием сил магнитного взаимодействия его с постоянными магнитами, отличающееся тем, что в нем размещен постоянный магнит таким образом, что один из концов стопорного стержня намагничивается в магнитном поле этого магнита, приобретая полярность одного из его полюсов, а на другом фиксирующем конце стержня выполнена канавка шириной равной или большей толщины фиксируемого им подвижного элемента в месте их соприкосновения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на фиксирующем конце стопорного стержня установлена рейка с фиксирующими элементами и отверстиями, разделенными перемычками с прорезями и выполненными с обеих перпендикулярных оси стопорного стержня сторон со смещением отверстий, расположенных по разные стороны рейки вдоль линии ее перемещения на расстояние равное или большее диаметра фиксирующего конца стопорного стержня, при протяженности каждого из отверстий в том же направлении равной требуемому перемещению рейки при одном цикле воздействия магнитным ключом на свободный конец стопорного стержня.