电子锁定插销锁装置 【技术领域】
本发明涉及一锁定插销。尤其本发明涉及可手动或电子操作的一锁定插销锁装置。
【发明背景】
例如锁定插销的传统安全锁系统由手动操作和控制。但是，关于锁的控制和操作的电子系统的使用正越来越普遍。本发明涉及允许锁操作的电子和手动控制分开的一装置，以允许锁的手动操作与锁的电子驱动系统可相互单独执行。本发明的锁可应用于一电子控制器暂时不可应用的场合，例如控制器被拆卸、误置或损坏地情况。
【发明内容】
因此，按照本发明的一第一方面，虽然这不一定是最广泛的，但的确不是本发明的唯一方面，提供了一电子锁定插销锁装置，它包括：
具有在锁定的和开锁的状态之间可移动的一插销的一锁。该锁具有用于在所述锁定的和开锁的状态之间操作该锁的一手动控制结构；由传动机构连接于手动控制结构的一动力驱动结构，从而响应于动力驱动结构的操作在锁定的和开锁的状态之间操作该锁；一传动机构，其连接手动控制结构和动力驱动结构，从而该锁在锁定的和开锁的状态之间运动。
传动机构可操作地将动力驱动结构与手动控制结构分离，以便能通过手动控制装置操作锁，而与动力驱动装置无关。
所述手动控制装置较佳地是一拇指旋钮。所述手动控制装置较佳地是一钥匙。
所述动力驱动结构较佳地是一电动机。
以这一方式，可以利用本发明的电子锁定插销锁装置通过一钥匙、一拇指旋钮或一电动机锁定或开启一门。
所述传动机构较佳地包括内和外同中心的可转动的圆筒。
较佳地，由偏压结构使两圆筒被偏压成为一连接状态和由一中央定位的凸轮使两圆筒断开连接，该凸轮作用在一销啮合机构上，推动一销脱离啮合，从而使两圆筒断开连接。
较佳地，通过从一圆筒延伸的销啮合另一圆筒内的一孔，可以连接所述内和外圆筒。
较佳地，所述销从所述外圆筒延伸和被偏压进入所述内圆筒。
较佳地，所述锁还包括适合于接合所述销的一凸起，所述凸起可由一凸轮操作，以将该销从所述内圆筒移出，引起它的分离。
较佳地，所述凸轮安装在轴向通过所述圆筒的一传动轴上。
较佳地，所述内圆筒连接于一齿条和齿轮机构，从而内圆筒的转动用于在锁定的和开锁的位置之间移动所述插锁，所述外圆筒可操作地连接于一电动机，该电动机用作转动外圆筒的一动力驱动结构。
电动机顺时针或逆时针方向转动，以延伸或缩回一锁定插销。
但是，当用钥匙或拇指旋钮操作锁定插销时，传动机构能够断开电动机的传动，以致锁定插销的转动能够与电动机无关地进行。
在本发明的一形式中，传动机构呈一对同中心的相互可运动的圆筒的形式，由从一圆筒延伸、啮合第二圆筒内的一孔的一销柱可以使该两圆筒连接和断开连接。
较佳地，有两个或多个手动控制结构。
较佳地，通过一传动机构将拇指旋钮连接于一可转动的轴；所述传动机构放大了施加于该轴的拇指旋钮的相对转动。
较佳地，所述钥匙操作一锁筒，通过一联接结构所述锁筒可操作地连接于插销，该联接结构仅在钥匙完全插入所述锁筒时能使钥匙操作插销。
较佳地，所述被偏压的联接结构包括一被偏压的连接件，该连接件适合于啮合一接合件，所述接合件可操作地连接于所述插销。
较佳地，所述连接件包括一空腔，该空腔适合于被所述连接件的一凸起啮合，空腔的尺寸和形状可被所述凸起啮合，而与所述连接件和所述接合件的相对转动位置无关。
附图简述
结合在本说明书中和构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的若干实施例，与文字叙述部分结合在一起用于解释本发明的优点和原理。在附图中：
图1是按照本发明的包含在一锁壳体内的一锁定插销的一示意的上方立体图；
图2是图1的锁的又一示意的上方立体图；
图3示出了在一壳体内的图1的锁定插销；
图4是图1的锁机构的一部分细节的分解立体图；
图5-17是涉及传动机构操作的本发明的较佳实施例的一些剖视图；
图18是按照本发明的第二方面的一拇指旋钮的立体图；
图19是图18的拇指旋钮的分解立体图；
图20是按照本发明的一第四方面的钥匙锁的分解立体图；
图21是在由钥匙啮合之前的钥匙锁的局部立体图；
图22是钥匙啮合锁之后如图21的立体图；
图23是体现本发明的许多方面的一锁的分解立体图；以及
图24是图23的锁的又一分解立体图。
【具体实施方式】
本发明的以下详细叙述涉及附图。虽然叙述包括示范性实施例，但其它实施例也是可行的，以及对于所述实施例可以作出许多变化而不脱离本发明的原理和范围。凡是在可行之处，在附图和说明中利用相同的标号表示相同的和类似的部分。
附图示出了按照本发明的结合一锁机构的一门锁10。该锁10适合于手动和电子操作和包括一锁定插销12，该锁定插销可操作地连接于处在一大体圆形壳体14内的一锁定机构(下文讨论)。该锁10适合于被固定于一门，通过在该锁中的一钥匙16和设置在门的相对于该钥匙的一相对侧上的一拇指旋钮18的转动或通过遥控的电子装置(未示出)可以操作锁10。
在主要的示意图中，锁定插销12连接在一齿条20的一端处。齿条20由锁定机构驱动，延伸锁定插销12可执行一锁定作用，或缩回锁定插销12可释放锁10。
如在图3和4中能够看到的那样，一传动轴齿轮22啮合齿条20。因此传动轴齿轮22的转动产生齿条20中的一相应的直线运动。并且，传动轴齿轮22被保持在一内圆筒输出轴24上。内圆筒输出轴24被支持在一内圆筒26内。从而，内圆筒26的转动产生在内圆筒输出轴24中的一相应转动，又产生传动轴齿轮22的转动，如上所述这又通过齿条20导致锁定插销12的伸出/缩回。
内圆筒26被支承在一外圆筒28的本体的内部。而且，在由电子装置操纵和控制锁定机构期间，通过下文叙述的一机构将内圆筒26连接于外圆筒28，以致外圆筒28的任何转动都造成内圆筒26和内圆筒输出轴24的转动，这又引起作用在齿条20上的传动轴齿轮22转动，从而移动锁定插销12。
外圆筒28结合有位于在相对于传动轴齿轮22的外圆筒28的一相对侧上的一轴向凸起30。轴向凸起装载一圆周齿轮32。圆周齿轮32至少与由一电动机36传动的一电动机齿轮34啮合。从而在锁10的常规电子操作中，由通过被电动机齿轮34起作用的圆周齿轮32传动的传动齿轮32驱动齿条20和锁定插销12。如以上所述，内圆筒26、外圆筒28和关联的圆周齿轮32一起发挥一传动机构的作用，其中从电动机将力传送到齿条20。
电动机36是高转矩齿轮传动的型式，它使电动机齿轮34的任何非电转动都非常困难。
从而能够理解到，在电动机36的控制下，传动轴齿轮22和电动机齿轮34相互连接，而锁10仅响应于电动机齿轮34的转动是可操作的。会认识到为了电动机齿轮34在传动轴齿轮22和因此在锁定插销12上操作，如以上所述，在锁定/开锁操作期间必需保持内圆筒26和外圆筒28的相对位置。
但是，内圆筒26和外圆筒28的啮合如以上所述是能够被脱开的，从而取消锁定过程的电子的电动机控制。
图5-15详细示出了锁10的手工操作和示出如何实现传动被断开。这些图以剖视图示出了内圆筒26和外圆筒28的结构。
一径向孔38延伸通过内圆筒26的壁、从外表面到内表面。类似地，在外圆筒28中的一径向孔40从外表面到内表面延伸通过它的壁。在其中电动机36连接于传动机构的啮合状态下，如图5所示孔38和40对齐。内和外径向销42和44处于孔38、40内，保持内圆筒26和外圆筒28的相对对齐。内销42具有一锥形侧壁，该侧壁允许它容纳在孔38内。内销42终止于一抵靠肩部或锥形46，该锥形延伸越过孔38的内表面48以及然后形成突出进入内圆筒26的孔52内的一窄的肩部50。并且，如以上所述当内销42突出进入内圆筒26的孔52时，在销42的外端之后产生一凹入部分54。从内圆筒26的外表面58测量到内销42的外边缘56的凹入部分54的深度形成一突出距离60。
如图5所示，外销44在其外端62与外圆筒28平齐，并通过孔40延伸进入内销42之后的凹八部分54，并与内销42接触，从而占据了该突出距离60。一周向弹簧件62局部地围绕外圆筒28的圆周延伸，并偏压内和外销42、44进入适当位置。弹簧62在相对端处被固定在一对凸出部64之中，该对凸出部围绕外圆筒28分开。对于没有力作用在圆筒26、28上的情况，弹簧62起到将销42、44保持在适当位置中的作用。因为外销44的一部分延伸进入内圆筒26中的孔38中，即越过突出距离60，所以两圆筒26、28被锁定在适当位置中。
这样，在电动操作过程中，外圆筒28在顺时针方向的旋转引起外圆筒孔40的一肩部66抵靠销44，使它转动，然后在孔38内的突出距离60中的销44的部分作用在内圆筒26上，使它一起回转。
在内圆筒26的孔52内，一凸轮68抵靠着销42的肩部46。凸轮68被装载在轴70上，该轴的一端连接于拇指旋钮18和在一第二端连接至输出传动轴24。因此，凸轮68的转动直接响应于拇指旋钮18的转动或钥匙16的转动。
在图6中，当一钥匙16的插入和逆时针转动或拇指旋钮18的逆时针转动引起凸轮68逆时针转动、直至它抵靠着销42的肩部46时，产生了锁10的手工操作。
如图7所示，凸轮68的作用引起销42和随后销44克服弹簧62的作用以离开内圆筒26的中心的方向径向移动。弹簧62在来自销42、44的力的作用下离开外圆筒28向外弯曲。如从该图中能够看到的那样，销42、44径向朝外移动通过突出距离60，以致销42、44相互抵靠的位置最终与内圆筒26的外边缘58对齐。在这位置，因为外销44的移动，所以内圆筒26和外圆筒28在转动方面变成相互脱离。这样，从凸轮68施加的任何转动力现在直接转变成内圆筒26的转动，而没有外圆筒28的任何相应的转动。
内圆筒26和外圆筒28的脱离连接有效地将受内圆筒26的转动通过输出传动轴24和传动轴齿轮22影响的锁定插销12的操作与来自电动机34的、受通过圆周齿轮32的外圆筒28的转动影响的运动断开。
因此，内圆筒26的转动现在产生传动轴24和传动轴齿轮22的相应转动和随后的齿条的移动。从而，锁定插销12相应于拇指旋钮18和钥匙16的手动旋转而伸出和缩回。
在图5至9中，示出了关于钥匙16或拇指18转动的逆时针方向。但是，应该理解钥匙的逆时针或顺时针方向的转动均将执行电动机齿轮34的分离。在图9中，凸轮68已转动到它遇到和依靠着内销42的肩部50的位置。肩部50限制凸轮68的行程。这位置代表了锁定插销移动的向外极限位置。从而锁定插销12的移动限制了内圆筒26的转动范围。
在图10至13中，通过拇指旋钮18或钥匙16相对于执行在两圆筒之间脱离啮合的方向的相反方向转动，重新建立了外圆筒28和内圆筒26之间的互锁。
在这些图中示出了拇指18或钥匙16顺时针方向转动在两圆筒26、28和销42、44的相对位置方面的影响。如还会理解的那样，拇指旋钮18或钥匙16的顺时针转动又引起锁定插销12的缩回，从而产生开锁作用。
随着锁被转动，内圆筒26返回转动到再锁定位置，内销42被移动成与外销44对齐，允许弹簧62径向向下、朝向内圆筒26的中心偏压销44和返回进入与内圆筒孔38的啮合，如图14所示。如在这位置中所示，内和外圆筒26、28现在重新相互接合，现在电动机齿轮34的转动外圆筒28和因此内圆筒26的转动以及最终锁定插销12的移动。即，锁10现在处于电控之下而不是手动控制之下。
重要的是实现本发明的锁10的操作的电控能够被构造，以及能够不顾在锁定/开锁周期中任何位置处的该锁的手动操作。
这装置的一个优点是可以用钥匙16操作锁10，以断开电动机的连接和操作锁定插销12，而且用钥匙16或拇指旋钮18可以再建立与电动机的连接，或通过电动机的运转操作锁。
这允许手动操作锁和然后当给予下一个电的锁定指令时自动地恢复。
从而，如图16和17所示，在图16中的锁10处于断开连接位置，但是为在锁定和开锁位置之间的状态。在这情况下，通过外圆筒28的转动直至外销44与内销42对齐造成再啮合，以执行如图17所示的再啮合。锁10的结构是使外圆筒28的允许的转动大于内圆筒26的转动，保证电动机36总是能够被再接合，而与操作电动机36时锁10的位置无关。
如果设想其中因为一遥控的电子打开装置的一暂时误置已起动了锁的手动操作的一情况，以上操作方式是可以利用的。如果手动操作已部分地完成，倘若设置和驱动了该装置，这将对锁没有任何有害的影响。锁的电动操作将简单地接替手动操作。
已参照具有内和外圆筒形状的一大体圆筒形的传动机构的一锁叙述了本发明的锁。在本发明的又一些实施例中，可以按其中啮合件相对运动的一直线式的传动机构的形式示范该锁。
理解当在锁的手动操作之下内和外圆筒已脱离啮合或不连接时，为了它们的连接将要求少许较好精度以对齐两圆筒。因此，可能需要手动拇指旋钮或钥匙总是被偏置到一第一位置，从而通过电动机的工作驱动外圆筒，直至两圆筒孔对齐和销下落，使两圆筒连接。
在本发明的另一方面和如图18和19中所示，齿轮啮合拇指旋钮18，以相对于拇指旋钮18的转动放大轴70的转动。因此，传动轴70包括与中间齿轮74啮合的一传动齿轮72，中间齿轮又被位于拇指旋钮18的内侧的拇指旋钮齿轮76传动。由于齿轮的相对尺寸，拇指旋钮通过一角度的转动转变成传动轴通过一大得多的角度的转动，通常是加倍。拇指旋钮18被偏置到一中央位置。在这特定实施例中的该偏置是通过使用两压簧78实现的，该压簧被容装在拇指旋钮18内的角形的空腔80中。板82闭合空腔80，并包括供轴70通过的一中心孔84、对应于空腔80的形状的狭槽86，通过狭槽能够观察弹簧78，狭槽86的宽度小于弹簧的宽度。板82中的孔88配合在拇指旋钮18中的定位销90上。然后将整个结构装在用螺栓固定至门的一壳体91内。该壳体还包括定位地保持位于空腔80内的和分开两弹簧78的套筒92的一定位销93或其它结构。由于套筒92保持在一固定位置中，拇指旋钮18的转动引起其中一根弹簧在空腔80的肩部端94和套筒92之间的压缩，拇指旋钮18在相反方向的转动显然压缩另一根弹簧。
在本发明的又一方面，设置一钥匙旁路机构，该机构在电动机失效、同时锁被锁住或在一中间位置时能打开该锁。
尤其参阅图20至22，将钥匙16插入锁筒94内，锁筒94的端部包括一可转动的传动件96，该传动件包括其中有一连接件100的一凹槽98，通过使用弹簧102将连接件偏压在凹槽98内。一可转动的接合件104包括一矩形槽106，该矩形槽适合于啮合和转动地锁定传动轴70的一相应形成的端部108。接合件104包括一外壁110和基底112，槽106通过该基底延伸。基底112还包括一局部圆形空腔114，该空腔的角度116等于或大于能够被电动机36驱动的传动轴的总的有效转动。空腔114包括适合于被连接件100的凸起122的肩部120啮合的端肩部118。
在一情况中，借助于空腔114的尺寸和形状，凸起122能够始终被插入空腔114内，而与锁10的状态无关。然后钥匙16的转动引起诸肩部120的一个或凸起122啮合在该空腔内的相应肩部118，从而转动接合件104和因此转动轴24。
弹簧102被保持在连接件100的凸块124内，连接件被定位成使弹簧总是抵靠着基底112。熟练人员现在会理解到必须使用钥匙推压连接件100到达凸起122啮合在空腔114内的位置。
但是，在另一情况下，可以是该空腔不是充分地大，以及因此利用弹簧107纵向偏置接合件104，以致整个接合件104能够纵向朝前移动，使钥匙完全被插入筒94，用于操作该锁。然后一旦钥匙转动，该凸起最终与该空腔对齐，在该位置中缝隙装置返回到它的被偏置的位置。
图23和24示出了实施本发明的新方面的立体图，它包括有被两个电动机驱动的两个电动机齿轮34的情况，从而增加了可用于传动锁的力矩。
已用举例方式叙述了本发明。但是，决不是用例子来限制本发明的范围。例如对于熟练人员是显而易见的本发明的修改和变化都被认为在本发明的范围之内。
应该理解可以将如上所述的离合机构与不同类型的拇指旋钮和钥匙筒锁定结构一起使用，以及不是意图将本发明局限于如以上所述的实施例。
还应该理解机械行程或角度转动总是小于电子行程或转动，用于在钥匙操作锁之后能使离合机构被恢复。
在原理上，一个人能做的事是转动拇指旋钮，以断开传动，用于手动打开锁，关闭在他们之后的门以及然后电子操作该锁，用于锁定它。
可以将电子微开关包括在锁定插销内，用于检测锁定插销的实际位置，用于锁的监测和控制。
不偏离它的范围可以对本发明很好地提供进一步的优点和改进。虽然已示出和叙述了本发明，其中有被认为是最实用的和较佳的实施例，但是应认识到在本发明的范围和原理内可以做出许多改变，这些变化不局限于本文所揭示的许多细节，并与权利要求书的整个范围一致，以致包括任何或全部等价物和设备。
在本发明的发明内容之后和之中的任何权利要求，除了由于表达语言或必要的含意上下文要求另外之处，以“包含”的意思使用词汇“包括”，即特定的特征可以与本发明的不同实施例中的进一步特征相关联。