CN102149887A - 用于机电锁芯的接合机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机电锁芯的接合机构，包括滑块(4)，其通过马达(2)致动的心轴(3)可以前、后移动，所述滑块(4)支承接合销(12)，接合销在滑块向前运动中与接合盘(22)接合。根据本发明，凸轮滑动地连接至接合盘，并且其旋转致动相应的锁。当滑块(4)移动时，滑块沿着设置在转子(1)的相应盖(5)上的杆(8)引导，包括马达(2)和滑块(4)的组件容纳在转子内。接合销(12)与推力弹簧(13)相关联，当所述销(12)位于盘(22)中的孔(23)对面时，推力弹簧将连接销推进到紧急接合位置。

Description

用于机电锁芯的接合机构
技术领域
正如在该描述性说明书的标题中所述，本发明涉及一种用于机电锁芯的接合机构，这种类型的锁芯是基于装配在相应的锁中且在其内部结合有包含合适的离合装置的转子的芯而建立的，基于此锁芯能够与离合盘互锁，离合盘与偏心轮结合成一体，当偏心轮转动时会产生锁的致动。
本发明的目的是为了获得一种尺寸小且涉及的移动元件具有最小摩擦的接合机构，因此它需要最小的力来致动。
背景技术
已知的机电锁是基于通过卡或电子钥匙的方式来将密码输入锁内而起作用的，该电子钥匙激活执行锁门和门的开锁的机械***，其中该锁装配在门内。
该装置或***装配在形成部分锁组件的把手和门的锁芯内，从而显著地节省了空间。
此外，为了被致动，现有离合***需要相当大尺寸的电动马达，以能够操作实际的接合机构，该电动马达装配在常规锁中，这当然意味着空间的损耗，该空间被马达和离合***这两者占用。另外，熟知的且必须提供的行程末端探测器意味着需要更大的空间。
的确，应用于现有机电锁的离合机构占用相当大的空间，这必然会导致相应于与电致动马达相关联的接合机构构成的组件的体积的增加。
发明内容
本发明的机构呈现了某些特定的特征，基于这些特征，相互之间会运动或移动的装置之间的摩擦是最小的，所以提供了最小的阻力，因为这样，可以使用小尺寸的马达因为只需要低的功率来致动。
此外，根据本发明，相应于实际离合机构的元件位于同一竖直平面内，使得它们的长度不必相加，所以减少了实际离合机构所占用的体积或空间。
还要强调的事实是，基于下面将要说明的实际机构的特征，可以消除形体上也会占用大量空间的行程末端探测器。
具体地，本发明的接合机构建立在通过心轴移动的托架的基础上，心轴通过电磁马达轴向地致动，所述托架包括两个部分，一个作为基座而另一个作为盖，它们之间为一对离合销，该对离合销与在托架的盖和一些壳体之间布置的分离的弹簧相关联，这些壳体轴向地设置在所述离合销的后部端部，还设计成使得在所述托架的基座的内表面设置U形的壳体来放置弹性元件，当然弹性元件的形状为U形并且具有不相等的臂，其中短臂和横向件在壳体内保持固定不动，而长臂能够在放置所述弹性元件的实际壳体内自由地向前、向后弯曲，从而在一个方向上由实际壳体的底部限制弹性元件的长臂的前或后行进，而在另一个方向由托架的实际盖来限制该行进。
经由弹性元件的长弹性臂，将弹性元件放置在用于托架的致动心轴的凹槽中的一个内，其目的就是根据该元件在一个或者另一个旋转方向，其将导致弹性元件向前或向后的移动以及伴随其的托架的移动，以便使得离合销露出或者建立它们的缩回，该离合销在打开位置穿过一些设置在托架基座中的侧向开口，并且穿过转子的相应的盖中设置的孔，在转子中安装由马达、心轴和所述托架构成的接合机构组件。
在旋转运动中，可能出现离合销相对于相对应的离合盘中的孔仍然不对齐，与离合盘结合成一体的是用于锁的插销或闩的致动凸轮，此时当然即使通过弹簧的作用将销施压到开口位置，也不会发生接合，而当那些离合销面对离合盘的前述开口时，则会发生互锁，并且该机构能够通过把手的致动进行门的打开，或者同样地，它能够在一个方向或者另一个方向致动装配在实际门上的锁的插销或闩。
另外，作为本发明机构的另一个主要的和新颖的特征，应该提及的是，在托架的移动中，其以最小的摩擦引导在两个杆上，两个杆从与转子的盖相对应的内表面显露出来，该转子用来接收实际接合机构本身，并且在接合机构中，这些杆穿过托架中的孔，以这样的方式，由于托架是由塑料制成的，并且杆的表面被机加工过，所以可以用最小的力实现在一个方向上和另一个方向的移动，因此，可以使用低功率的及由此引起的小尺寸的马达。而且，所述杆还用作托架的防止旋转元件。
此外，离合销在它们的后部边缘具有凸缘，凸缘用作抵靠托架基座的侧向开口中一些相应突起的止动，建立对这些离合销行进的限制，以便当由相应的弹簧推动时，防止它们分离至外面，并且逻辑上，它们面向具有偏心轮的离合盘的孔定位。
根据所提及的特征，除了本发明的接合机构提供的优点和好处，还有由于心轴在一个方向或者另一方向上的旋转造成在弹性元件长臂前进和后退的限制位置，这意味着在第一种情形中，马达的速度是非常快的，而它的消耗是非常低的，这是由于在心轴和弹性元件的所述弹性臂之间的摩擦产生的阻力实际上为零，并且当它在后部限制位置时非常小，这是由于U形弹性元件构成由小直径的简单线制成的可以被认为是弹簧而造成的结果。
另外，可以说，当马达将托架从一个位置移至另一个位置时，或者当托架因为不能移动其相应的离合销而被阻碍时，消耗是高或者非常高的，这样，只有当托架达到其端部位置时才会发生低消耗，这种情况允许其用作行程末端探测器，而不必增加额外的元件。
而且，当马达被命令移动至接合位置时，消耗的电流被测量，并且当它达到低于特定阈值的一个值时，人们就知道托架已经达到它的行程限制位置，并且可以给出命令来停止马达。
与常规***相比，建立行程末端的所述形式呈现出显著的优点，因为常规***通过实体装置克服马达的力来达到行程末端，并且在其中产生大的电流消耗，而在本发明的方案中，消耗是小的，因此，马达的功率可以比较低，同样机构上的磨损也会比较小。
还可以说，与具有行程末端传感器的常规***相比，本发明具有不需要传感器空间的优点，因为根本就不存在传感器。传感器不存在的另一个优点是，常规***需要对这些传感器作出立即响应，以便阻止机构超过它的行程限制，并且电子设备的临时故障可能会导致机构没有在适当的位置，这是由于当已经探测到它已经达到它的行程末端时不能及时停止马达造成的。
与这些缺陷相比，本发明中提出的方案从本质上是安全的，这是因为控制电子设备的迟缓响应意味着能耗仅是适度的增加，机构仍然处在其行程末端位置。
附图说明
为了对即将所作的描述进行补充以及更加容易地理解发明特征，该说明书附有一组附图，基于这些附图，将更加容易地理解形成发明目的的接合机构的创新点和优点。
图1示出了致动马达的分解立体图，及其相关联的心轴，并且还有具有离合销的移动托架，以及与转子相应的盖，转子容纳所述马达、离合和移动托架。
图2示出了上图中展示的移动托架中所包含的元件的分解立体图。
图3示出了根据处于被固定在一起的位置的离合盘和偏心轮的分解立体图的详图，并且其中，上图中展示的托架中设置的离合销能够互锁。
图4、图5和图6相应于不同的截面图，在第一种情形中示出了歇靠或分离位置，而在第二中情形示出了机构已经读取有效钥匙并给出命令来致动马达从而执行打开的位置，第三种情形表示了相应的把手已经开始旋转(当然其与转子一体)以便执行销与盘接合的位置，盘与偏心轮成一体并负责拉动锁中的插销和/或闩。
图7和图8最后分别示出了部分截面正视图，能够看到当托架接合时托架处于行程末端位置，以及当托架分离时托架处于行程另一末端位置。
具体实施方式
如在所提及的附图中所看到的，应用于锁的机电芯的接合机构建立在转子1的基础上，转子为圆柱形主体并且在其内装配有致动马达2，致动马达的输出轴上轴向地装配有心轴3，设置心轴使得当其旋转时，其使得同样位于转子1内的托架4直线移动，通过盖5在转子的端部将其关闭(closed)，以这种方式，所述组件(换句话说，转子以及与离合机构相对应的其他元件)容纳在锁的芯6内。
马达2优选为电磁的，并且包括控制电路7，控制电路不但控制马达的运作，而且还执行对行程末端进行探测的功能，这将在下面更进一步地描述。
接着，移动托架4设置在与马达2共轴的转子1的内部，具有能够执行前、后线性移动的能力，在这些移动中被引导在一对杆8上，杆从相应于转子1的盖5的内表面显露出来，并且这些杆8具有机加工表面，使得来自马达2的非常小的力就可以实现托架4相对于杆的移动，所述杆显然穿过在实际托架4中设置的孔9，从而有效地阻止了托架的旋转和被机构移动，所述机构构成了能够由马达2致动的心轴3。
就托架4本身而言，如图2中的分解图所示，它包括基座10和盖11，以及在它们之间的一对离合销12，离合销与相应弹簧13相关联，弹簧布置在盖11和建立在每个离合销12相应端部的壳体14之间，该端部还包括凸缘15，其与实际基座10的侧向开口17中设置的突起16结合，这限定了止动装置，以便阻止所述离合销12从托架组件4中脱出。
托架4的盖11和基座10之间的固定是通过穿过实际盖11中孔并螺纹连接至基座10中的孔的一对螺钉18来实现的，。
另外，转子1的盖5设有一对孔19，孔构成了离合销12与托架组件4的移动时的引导件，这样当所述销12穿过盖5中它们的孔19时，它们可以与离合盘22接合，并以该方式与偏心轮20接合，偏心轮20负责执行锁的插销和/或闩的致动，该偏心轮20通过螺钉21固定至离合盘22，离合盘设置有孔23，在孔23中离合销12互锁。
盖5通过螺钉24固定至转子1的端部。
除了离合销12和弹簧13，托架4还结合在盖11和基座10之间的弹性元件26，其具有U形构造以及最小厚度，构成了容纳在基座10的内表面中设置的壳体27中的弹簧，如图2所示，以这种方式，U形元件26的短臂和中间或横向臂均在壳体27中固定不动，而长臂26’能够在壳体27内前、后自由弯曲直至它达到底部，或者在相反方向直至它触及实际盖11的内表面。
所述弹性元件26的臂或枝干26’与心轴3相互作用，心轴3将马达2的旋转运动转换成托架4的线性运动，归因于托架被两个杆8引导而无法旋转，这是因为弹性元件26的臂或枝干26’在距离其轴线等于所述螺钉3的凹槽的距离处基本上垂直地与心轴3交叉。以下面的方式来完成这些，当所述心轴旋转时，后者的螺纹的臂给弹性元件26施加倾斜的力，力被分解成两个分量，一个在与心轴3的轴线垂直的方向，其试图将弹性元件26驱离心轴3本身，但被壳体27阻止，而另一在与心轴3的轴线平行的方向，其是允许的力，通过其弹性元件26将力传递给托架4，造成后者的直线移动。
因此，在托架4的向前移动中，离合销12与离合盘22互锁，当然也与固定至盘22的偏心轮20互锁，从而能够执行门的打开，而当托架4向后移动时，离合销22保持缩回，从而相对于离合盘22隐藏，使机构开始分离，所以门不能被打开，因为把手自由旋转而不能执行相应的锁的打开或关闭。
就弹性元件26而言，可以说其短臂和横向臂不能自由移动地固定在壳体27和托架4的实际盖11中的一些凸起之间，这些凸起与所述壳体27相对应，且仅仅留出等于实际弹性元件或弹簧26的直径或厚度的空间。
基于所述的特征，可以看出图4如何示出歇靠或分离位置，并且可以看出托架4位于最靠近马达2的位置，这是因为弹性元件26的臂26’位于心轴3的第一圈或螺纹的左侧。在该位置，弹簧13处于它们的最大延伸位置，将离合销12推抵至盖10的突起16，而不会与盘22相互作用，偏心轮20与盘22结合成一体，所以机构作为一个整体是分离的。
然而，图5示出了位于这样位置的机构，在该位置锁芯已经读取有效钥匙并且给马达2给出打开命令，这样转子1和离合盘22的角度位置为使得离合销12的引导孔19与离合盘22的孔23不对齐。显然，该位置是通过下面的事实获得的，当向马达2给出打开命令时，马达的旋转自然引起心轴3的旋转，心轴将托架4移动至相对于马达2最远的位置。在上述提及的孔之间的角度不对齐的位置上，离合销12不能与托架4一起前进，从而产生弹簧13的最大压缩。
图6示出了位于这样位置的机构，在该位置，用户已经开始旋转把手，该旋转当然引起转子1的旋转直至离合销12的引导孔19面对离合盘中的孔23，所述离合销12被所述弹簧13推动，因此，所述离合销12***离合盘22的孔23中并与其互锁，引起芯的接合。
一段时间以后，芯向马达2给出关闭命令，使得它可以在相反方向转动心轴3，并将托架4从图6中的接合位置移动至图4中的分离位置。在该移动中，托架4通过保持突起16拖拽离合销12，从离合盘22的孔23中拔出所述销。
如果转子和离合盘22的角度位置相同，那么执行上述提及的移动是没有任何问题的。但是，如果用户抵靠锁机构向把手施加转动扭矩，离合销12保持在转子1的盖5和离合盘22之间，这样它们不能缩回，并且托架4也不能缩回，心轴3和马达2被托架4阻碍。由于电流消耗的增加，该阻碍被用于马达的电路7探测，在持续一瞬间的操作期间，实际马达2发生分离，以便再次重复地尝试芯的分离直至阻碍的原因消失。
在图7中，可以看见当托架4接合时其在行程末端位置，马达2能够在打开方向自由旋转，这是由于弹性元件26的臂或枝干26’在线29所示的歇靠位置和如线30所示的在右边的限制位置之间交替地移动，歇靠位置与心轴3倒数第二圈一致，当限制位置与心轴3的最后一圈一致时，在该位置它还没有达到弹性元件26的壳体27的底部。
图8示出了在托架4分离时其在行程的另一个末端，这样，在这种情形下，弹性元件26的臂或枝干26’在歇靠位置29和在左边的限制位置31之间交替地移动，在该左边的限制位置它还没有与盖11碰撞，所以马达2可以在该关闭方向自由旋转。
在这两个末端，马达2的速度快，消耗非常低，因为当弹性元件26处于歇靠位置29时，所以心轴3和弹性元件26之间的摩擦产生的阻力实际上为零，因为弹性元件是由小直径的线制成，弹性元件26具有非常小的力，所以在限制位置30和31时阻力非常小。
当马达2将托架4从一个位置移动至另一位置，或者当托架由于不能移动离合销12而被阻碍时，消耗是高的或者非常高。低消耗的情形仅发生在托架4已经达到它的末端位置时，使得其可用作行程末端探测器，而不必增加元件，这些元件当然会占用更大的空间。
马达2的电流消耗可以通过实际控制电路7很容易地测量：放置低值的电阻器与实际马达串联，由模拟数字转换器测量电压，模拟数字转换器通常已经与微控制器集成一体。
当命令马达2移动至接合位置时，测量消耗掉的电流，并且当达到低于特定阈值的数值后，人们知道托架4已经达到行程限制位置，从而给出命令来停止马达2。

Claims (5)

1.一种用于机电锁芯的接合机构，其中，安装在锁内的相应的芯(6)向内地并且轴向地结合包含相应离合装置的转子(1)，基于该离合装置，它能将自身与离合盘(22)互锁，偏心轮(20)固定在离合盘上，偏心轮的旋转引起锁的插销和/或闩的致动，其特征在于，接合装置是基于通过心轴(3)轴向移动的托架(4)而建立的，心轴接合至电磁马达(2)的出口；位于心轴(3)的凹槽之一中的特定特征为U形弹性元件(26)的臂(26’)中的一个，弹性元件具有不等边的臂并位于在基座主体(10)的内表面上建立的壳体(27)中，基座主体形成了实际托架(4)的一部分，与通过合适的螺钉(18)固定至基座(10)的盖(11)结合；在托架(4)的所述基座(10)和盖(11)之间设计成轴向地布置两个弹簧(13)，弹簧经由一端歇靠在实际盖(11)的内表面上而经由另一端部分地容纳在属于离合销(12)的端部壳体(14)内，离合销相对于转子(1)的盖(5)占用非操作且缩回位置，或者占用操作且显露位置而穿过设置在相应的离合盘(22)中的孔(23)，偏心轮(20)固定至离合盘以致动锁的插销和/或闩；具有另外特定的特性，即通过从转子(1)的盖(5)的内表面显露出来的一对杆(8)，使得所述托架(4)不能够旋转，所述杆(8)还进一步构成在托架(4)的轴向移动中具有最小摩擦的引导装置。
2.根据权利要求1所述的用于机电锁芯的接合机构，其特征在于，U形的弹性元件(26)经由其长边臂(26’)定位于心轴(3)的凹槽内，心轴接合至马达(2)的出口，弹性元件构成小厚度的弹簧，弹簧在心轴(3)的旋转中被推动，从而将推力传递给托架(4)，导致后者的轴向移动。
3.根据权利要求2所述的用于机电锁芯的接合机构，其特征在于，U形弹性元件(26)的长边臂(26’)能够在保持它的壳体(27)内向前、向后自由弯曲，该弯曲行进在一个方向被壳体(27)本身的底部限制而在相反方向行进被托架(4)的实际盖(11)限制。
4.根据上述权利要求所述的用于机电锁芯的接合机构，其特征在于，离合销(12)的后部端部设置有凸缘(15)，该凸缘作为抵靠在托架(4)的基座(10)中的侧向开口(17)内建立的相应突起(16)的止动。
5.根据上述权利要求所述的用于机电锁芯的接合机构，其特征在于，通过测量马达(2)的能耗来探测行程末端的限制以及盖(5)对离合销(12)的阻碍。
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