榫眼圆筒的保持机构 优先权的要求
本申请要求申请号为60/560651的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请是以Josh Pierson和Gilbert Lombardo的名义提出申请的，标题为“榫眼锁装置的锁闭机构(Locking Mechanism forMortise Lock Device)”，于2004年4月8日提出申请，而且该美国临时申请作为参考包含在本文中。
相关参考申请
本申请也涉及审理中的(co-pending)的美国专利申请，该专利申请标题为“自调节凸轮装置(Self-Adjusting Cam Assembly)”，并要求了2004年4月8日提出的申请号为60/560809的美国临时专利申请的优先权。
【技术领域】
本发明总体上涉及门锁装置和警报机构，其中应用了钥匙圆筒或榫眼圆筒(keyed or mortise cylinder)。更特别地，本发明涉及一种新的装置，该装置用于保护在警报外壳或盖板中的榫眼圆筒。
【发明背景】
一般地，门锁、出口警报器、应急装置以及其它锁闭系统都应用榫眼圆筒，这种榫眼圆筒典型地是用钥匙来操作的。这些装置经常是安装在墙壁或门上。为了最小化尺寸，门锁装置和警报装置必须是紧凑的。这就引进了这些装置在设计和装配上的许多困难。
典型地，警报装置或门锁装置包括一块板，该板将设置在其中的警报器或锁和榫眼圆筒盖住。将一支架固定到该板的内部。该支架和板合作形成榫眼圆筒和警报器的外壳。该外壳的典型安装是通过安装螺丝钉完成的。所述的榫眼圆筒通常是通过一六角螺母与形成在该榫眼圆筒外面的螺纹啮合来固定到所述支架上。钥匙和相应的键槽(keyway)以及固定螺丝钉是固定榫眼圆筒到外壳上以防止榫眼圆筒旋转的方法。
在安装和装配期间，在封闭地空间中安装六角螺母、固定螺丝钉或钥匙会是困难的过程。另外，要求用于这些装置的多个螺母和螺丝钉增加了成本以及丢失不适用的部分的可能性，而且一般地增加了完成时间和安装的最终成本。
一直以来，已经有了许多改进用于门的锁和警报机构的尝试。这些尝试包括改变榫眼圆筒、板、支架等的结构。一些这类尝试的例子列出如下。
颁发给Davis的美国专利US4522048涉及锁闭装置，该锁闭装置提供抗未经认可的进入的安全性，特别地该专利涉及锁和门加强板装置。该专利公开了一种锁，该锁具有一个榫眼圆筒，该榫眼圆筒固定到一个加强板装置，该装置设计成抵抗所述榫眼圆筒冲压进入门中或穿过门。所述板装置由第一和第二板组成，这两个板设置成以基本相互对准的方式靠向门的两相对面，将一条管有力地固定到所述第一板的内表面，并让该管穿过门向第二板延伸。所述榫眼圆筒设置成靠向第一板的外表面，并延伸进入所述管装置内部，在所述两个板与榫眼圆筒可操作啮合的状态下与第二板连接。Davis的公开规定(providefor)一组板，这组板通过所述管连接以固定所述榫眼圆筒。
颁发给Shen的美国专利US4930822公开了一种用于将一把锁保持在一个木制门或金属门中的保持板装置，该门具有一个接纳所述锁的圆柱孔。所述保持板是具有一中心剪切块(cutout)的平面，该中心剪切块形成一对向内对立延伸的突起，该突起适合于啮合在形成于所述锁上的相应凹进处内。这个保持板与所述锁连接或成为所述锁的外壳，它将所述锁稳固地保持在适当位置。而且，通过在所述板上的几组短小突出部将全部部件控制在适当位置，这些短小突起与形成在所述门孔两相对侧的槽啮合。
颁发给Russell等的美国专利US3503233公开了一种用于将一锁装置固定到一个具有安装孔的门上的保持板。所述锁装置具有一个局部螺纹的锁外壳和一紧固螺母，其中所述外壳适合于安装在所述孔中，而所述紧固螺母用于与所述螺纹外壳啮合，以致于在所述门的两个表面之间夹住所述锁装置。所述板设置在门的一个表面与所述紧固螺母之间，从而防止螺母松开和允许所述锁装置在装配中旋转。特别地，Russell要求一种板，该板具有突出的短小突起，这些突起与门中的剪切块(cutout)啮合，从而将所述锁装置控制在适当位置。
颁发给Stone的美国专利US1838333公开了一种用于将一锁圆筒固定在适当位置的紧固件。该紧固件由一盘型板构成，该板具有一个适合于以这样一种方式安装所述圆筒的孔，以便于防止所述圆筒与所述板无关地转动。一个夹具(holder)与所述圆筒的一凸出端啮合，一个螺丝钉与所述圆筒啮合以将圆筒固定在适当位置，而且一个螺母与所述圆筒的螺纹端啮合以使所述圆筒适应并将所述圆筒压向所述板。
颁发给Prahl的美国专利US3899907公开了一种圆筒锁装置，该装置具有一个圆筒锁，一个外部形成螺纹的外壳、一个内部螺纹可调节延伸部分，该延伸部分用于调整外壳的长度与门的宽度相应，而所述的锁装置安装在该门中。该美国专利也规定了一种门板，该门板覆盖了所述外壳的前表面，而且该门板具有一个孔，该孔与所述用于插入和旋转钥匙的锁眼对准。
颁发给Beatty的美国专利US6502436B2公开了一种用于一锁定插销的柱形壳，设计该柱形壳是为了保护该锁定插销不被损坏。该柱形壳由第一和第二外壳元件组成，这两个外壳元件分别适合于接近所述门的一外表面和一内表面。一个锁定插销启动机构设置在位于第一和第二外壳元件之间的所述门的一个孔洞中，从而允许所述锁定插销在伸展位置和收回位置之间往复。一对相向对立的柱形壳包围所述锁定插销启动机构以防止损坏。
颁发给Allen等的美国专利US4679418公开一种高安全的圆筒操作锁。该锁由一锁外壳构成，该锁外壳穿过一个门横向延伸，并包围所述锁操作圆筒和所述锁的插销移动机构。该锁插销具有一块搞钻孔防护板，该防护板安装在所述外壳中以保护所述榫眼圆筒被钻孔，而且该锁插销也适合于调节一个具有一键槽的可旋转盘。
颁发给Slolvieff的美国专利4297862公开了一种具有可移动圆筒夹具的锁机构，如此可以容易地更改该锁机构以便于用各种不同的钥匙操作。将所述榫眼圆筒安装在一个夹具中，该夹具可释放地插入一个固定到所述门上的安装结构中。一个可从所述门的一边接近的保持机构在门关闭时固定所述夹具，而在门打开时释放所述夹具。该保持机构具有一个可移动的插销元件，当门打开时该插销元件移动到释放位置，从而允许所述夹具和圆筒的移动。
颁发给Murphy的美国专利US1629172公开了一种锁机构，该锁机构提供这样的装置，该装置防止了所述锁被从所述暴露的前端来的对锁圆筒的隐密的整体旋转施加武力。Murphy的锁机构由一个从外面插入门中的具外螺纹的圆筒锁和一个具有内螺纹的外壳组成，所述外壳用于从里面插入所述门中，且具有相同的纵向凹槽。然而，Murphy的锁机构的缺点是，该锁机构并不以如螺纹这样的特征为特征，该螺纹特征足够强地产生一类似于弹簧捕获力的“压配合”。
Greer的美国公开专利申请US2002/0026817-A1公开一种用于安装一种圆筒锁的装置和方法。该装置的特征是具有一个带限定孔的安装元件和一个带内孔的适配器，该内孔是设计来接收所述圆筒锁的。该适配器具有几个向外延伸的突起，而所述安装元件具有多个适合于与所述突起内啮合的插销元件。
对于改进利用在警报器中榫眼圆筒的每种尝试伴随着优点和缺点。当限定通路时，在警报器中安装榫眼圆筒是特别困难的。迄今为止，仍然没有任何尝试已经充分地解决了与安装关联的时间和困难的问题。这些问题导致了增加的安装成本。因此，这里存在对于将所述榫眼圆筒固定到一个警报装置中的方法的需要，该方法可以容易地在封闭的安装空间中完成，且减少了安装的时间、复杂性和最终成本。
【发明内容】
本发明的一般目的或方面是提供一种改进和简化的设计和方法，这种设计和方法用于安装一个榫眼圆筒在一个警报系统中，而该警报系统安装在一个门或墙上。本发明的该目的或方面通过提供一个榫眼圆筒来完成，该榫眼圆筒具有一纵轴和一外表面。一个套环元件具有一内部尺寸或内径，适合于以特小间隙滑动关系接收所述榫眼圆筒。一个锁闭元件适合于围绕所述榫眼圆筒的外表面包围所述套环元件，其中所述榫眼圆筒针对相对于所述套环的轴向移动而固定。
根据本发明的优选实施例，所述套环比所述榫眼圆筒的外表面的刚性更差。
根据本发明的优选实施例，所述套环元件与固定所述警报装置到门上的一板或盖整体地形成。
根据本发明的优选实施例，在所述榫眼圆筒的外表面上形成键槽，该键槽与榫眼圆筒的纵轴平行，而在所述锁闭元件中形成相应的键元件或突起，用于与所述键槽重合的所述键元件使所述榫眼圆筒针对相对于所述锁闭元件的旋转移动而固定。
为了更好地理解本发明的下列详细说明，前述已经相当广泛地概括了本发明的特征和技术优势。本发明的其它特征和优势将在下文中进行说明，这些特征和优势形成了本发明的权利要求的主题。对于本领域技术来说，应当值得重视的是，公开的概念和特定的实施例可以容易地作为更改或设计其它结构的基础来利用，这些结构实现了本发明的相同目的。同样，对于对于本领域技术来说，应当意识到的是，这样的相当结构并没有脱离在所附的权利要求书中所提到的本发明的精神和范围。
【附图说明】
图1是一个门和墙的正视图，该墙包含了本发明的一个优选实施例中的一个警报装置。
图2是图1的警报装置的分解透视图。
图3是图2的警报装置的放大图，图示了本发明的优选实施例的锁装置的板和套环元件。
图4是本发明的优选实施例的警报装置的断面图。
图5是图4的警报装置的放大断面图，图示了所述套环元件、榫眼圆筒和锁闭元件之间的啮合关系。
【具体实施方式】
在下面的讨论中，提出多个特殊的细节是为了提供对本发明的全面。然而，对于本领域技术人员来说明显的是，在没有这些特殊细节的情况下也可以实现本发明。为了不在一些不必要的细节上混淆本发明，在其它的实例中，已经以结构图的形式分析了众所周知的元件。
陈述下述说明是为了使本领域任何技术人员能够制造和使用本发明，并在一特定应用及其要求的情况下提供下述说明。对公开的实施例进行各种不同的改进对于本领域技术人员来说是明显的，而且在没有脱离本发明的精神和范围的情况下可以将在本文中限定的一般原理用于其它实施例和应用。因此，本发明并不打算限定于所示的实施例，而是使本发明符合与本文公开的原理和特征一致的最宽范围。
图1是一个包括墙2的门1的正视图，本发明的一优选实施的一警报锁装置11安装在墙2上。警报装置11固定在墙2上，从而使得门1可以被警报。警报装置11包括一个已经连接到一个榫眼圆筒13上的板或盖19。榫眼圆筒13还包括可旋转的钥匙圆筒13A。在完全安装好时，一个警报器3(未示出)固定在板19的下面的，从而防止对于警报器3的未经认可的损害，以及防止警报器3暴露在环境中。门1可以通过在榫眼圆筒13的钥匙圆筒13A中插入并旋转一正确的钥匙43来警报或消除警报。
参考附图2，更详细地图示了警报装置11的元件。特别地，显示了榫眼圆筒13、钥匙圆筒13A、钥匙43、盖19和支架31。榫眼圆筒13的外围包括外螺纹15和沿着榫眼圆筒13的外围的至少一部分延伸的键槽或钥匙槽17。盖19包括一个套环21，以便于与榫眼圆筒13啮合。警报器(未示出)安装在板19的内部。
从图3，套环21包括本发明一优选实施例的几个特征。套环21包括斜面29和沿套环21的周边布置的槽27。用于接收榫眼圆筒13的外螺纹15的内螺纹23形成在套环21的内表面上。套环21的公开的实施例提供了内螺纹23与榫眼圆筒13的外螺纹15的啮合，从而提供了对于榫眼圆筒13的纵向(前后方向)支撑。在一个未图示的可选实施例中，套环21包括多个脊23，这些脊23适合于与榫眼圆筒13的外螺纹15补充啮合。
从图3能最清楚地看出，至少一个键25位于套环21的内表面上。在优选的实施例中，一对键25位于套环21的内表面上。套环21的公开实施例提供了键25与榫眼圆筒13上的槽17的啮合，从而防止了榫眼圆筒13相对于盖19旋转。
套环21具有一个基本的圆形截面和一个逐渐变细的内径，从而有利于对榫眼圆筒13的补充接收。在盖19的前面，套环21的内径可以至少与榫眼圆筒13的外径一样大或稍大些，如此以致于榫眼圆筒13的外螺纹15最初可以容易地插入套环21中。从那个开口，套环21的内径逐渐变细，以致于在套环21的最小内径处，套环21的内径比榫眼圆筒13的外径或外尺寸更小，从而导致了与榫眼圆筒13和套环21的渐增的轴向调准装置的作为径向渐增的干涉配合。
当榫眼圆筒13进一步压入套环21时，槽27允许套环21的直径膨胀。这就允许了榫眼圆筒13不旋转螺纹地插入盖19中。如果套环21逐渐变细，则会施加一径向压缩力到榫眼圆筒13上，当榫眼圆筒13啮合进入套环21时，该径向压缩力有助于保持榫眼圆筒13的调准和方位角位置。套环21在榫眼圆筒13上的压缩力，结合外螺纹15与内螺纹23啮合，提供了对轴向移动的抵抗。然而，槽27又可以允许套环21的径向膨胀，并允许不具有支架31的榫眼圆筒13去除。
如图2所示的那样，设置支架31以便于当榫眼圆筒13啮合进入套环21时维持榫眼圆筒13的位置，而且同时防止了榫眼圆筒13相对于盖19旋转。在优选实施例中，支架31通常为U形，而且包括一前面32、一后面34和一连接顶面36。前面32位于盖19附近。前面32包括一个适合于接收套环21的孔33。孔33套在套环21的斜面29上。在孔33内，突起35向孔33的中心突出。突起35适合于内配合到一对突起槽26上。突起35也可以与榫眼圆筒13上的槽17啮合。
支架的后面34通过顶面36与前面32连接。后面34与支架31隔开以便于接收一个凸轮，这个凸轮未示出。可以找到凸轮与警报装置11的关系的例子，这样的例子在相关且审理中的美国专利申请中进行了详细的说明，该美国专利申请的标题为“自调节凸轮装置(Self-AdjustingCam Assembly)”，它要求了申请号为60/560809的美国临时专利申请的优先权。
在优选实施例中，后面34和前面32都具有孔、槽或其它类似物(relief’s)38用于接收螺丝钉41。如图2所示的那样，孔33和突起35让支架31能轻松地相对于盖19定位。如图4和5所示的那样，螺丝钉41固定了支架31相对于盖19的位置。当榫眼圆筒13推进套环21时，外螺纹15与内螺纹23匹配提供了对榫眼圆筒13的轴向支撑。当支架31与盖19连接时，孔33阻止了套环21的直径膨胀，也禁止了外螺纹15与内螺纹13的分开，并因而禁止了榫眼圆筒13的去除。突起35可以选择性地与槽17匹配，如此进一步限制了榫眼圆筒13旋转。
该锁装置比现有技术具有许多优点。特别地，该锁装置减少了在装置中的零件数量、消除了榫眼圆筒13装入盖19的时间消耗、以及在某种意义上简化了整个零件的组装，当将传统的榫眼圆筒13包括进入警报装置11时，这是特别有价值的。
优选实施例的操作
优选实施例的大多操作已经在上面说明。再参考附图，特别是图1，图示了门1的正视图，其中包括本发明的警报装置11。在图1中可见的警报装置11的仅有部分是榫眼圆筒13的端部和盖19。盖19是警报装置11的部分，但也起着“装饰”的目的，因为盖19覆盖了警报器3。根据本发明的优选实施例，警报装置11与传统的门锁、出口控制锁、出口警报器、应急装置等一起使用，在传统装置中使用了榫眼圆筒(键入的或其它的)。
参考图2，显示了警报装置11的分解图，没有门1或墙2。如所示的那样，警报装置11优选地包括一传统的榫眼圆筒13，该榫眼圆筒13在它的外端具有一可旋转的钥匙圆筒13A，而在它的相反端具有一尾翼9。传统的榫眼圆筒13沿它的外表面的至少一部分具有外螺纹15。榫眼圆筒13还设置有槽17(其中一个槽17是不可见的)，该槽17与榫眼圆筒13的纵轴对齐。
虽然应用了术语“圆筒”，且大多数榫眼圆筒也是圆柱形的，但是本发明的圆筒在结构上不必是圆柱形的。同样，虽然图示了一种键入榫眼圆筒(用钥匙操作)，但是本发明使用了非键入锁装置。在榫眼圆筒的内部(未示出)，可以存在转筒或其它传统的锁闭装置，这些装置存在于与钥匙圆筒13A机械合作中或在与钥匙圆筒13A机械合作中起着作用。仍是圆筒13A可以响应于钥匙或旋钮的作用而旋转。
警报装置11使用了一个用于接收圆筒13的套环21。图3是一个套环21的放大图，该套环21与盖19整体地形成。套环21具有基本上圆形截面，而且具有稍微逐渐变细的内部尺寸和内径。在盖19的前面，在套环21中的开口可以与榫眼圆筒13的外表面直径一样大或稍大些，这样榫眼圆筒13可以容易地插入套环21中。从那个开口，套环21的内径或内尺寸可以逐渐变细，以致于在套环21的最小直径处，套环21的内径稍微比榫眼圆筒13的外径或外尺寸小。这样，就会施加一个压缩力或挤压力到榫眼圆筒13上，从而当榫眼圆筒13与套环21啮合时，该压缩力就参与维护了榫眼圆筒13的方位角位置。
为了创造榫眼圆筒13的有效而安全的啮合，套环21包括多个其它特征。套环21的内表面包括内螺纹23，该内螺纹23设计成与榫眼圆筒13的外螺纹匹配。另外，一对键25形成在套环21的内部，以便于与榫眼圆筒13中的槽17重合，从而提供了榫眼圆筒13相对于套环21和如图4所示的装置上的盖19的即时有效的对准。套环21也设置有多个槽27，这些槽围绕套21的圆周相等地隔开，以便于允许套环21的直径膨胀从而调节榫眼圆筒13的外部。斜面29也可以设置成使套在套环21上的支架31松开。
因此，榫眼圆筒13可以相对不费力地插入套环21中，而且没有必要多次充分地旋转榫眼圆筒13。一旦榫眼圆筒13完全插入，在套环21的内径和榫眼圆筒13的外径之间渐增的干涉配合，结合外螺纹15与内螺纹13的啮合，使榫眼圆筒13针对在套环21和盖19内且相对于套环21和盖19的轴向移动而固定。
参考图2和4，设置了支架31，该支架31优选地是U形。支架31限定一个具有前面32的锁闭机构，该前面具有一个适合于在装配时接收套环21的孔。突起35形成在所述孔中，以便于与套环21中的突起槽26和在榫眼圆筒13中的键槽17重合。这种啮合合并使得榫眼圆筒13针对相对于支架31、套环21和盖19的旋转而固定。在装配时，一对螺丝钉41将支架31固定到盖19上，而且如上所解释以及将参考图5详细解释的那样，这对螺丝钉使得榫眼圆筒13针对相对于盖19、套环21和支架31的旋转移动而固定。
虽然没有清楚地示出，但支架31也将一个与在榫眼圆筒13的端部的尾翼9啮合的凸轮13固定，以致于一个锁紧螺栓或警报器可以由包含在榫眼圆筒13内的转动钥匙圆筒13A启动，或用钥匙43启动，或用其它装置如旋钮。这种凸轮装置的例子如共同转让人的审理中的美国专利申请，该专利申请的标题是“自调节凸轮装置(Self-Adjusting CamAssembly)”，并要求在2004年4月8日提出的申请号为60/560809的美国临时专利申请的优先权。
如图5所示，在装配时，支架31的具有孔33的前面32滑过套环21的斜面29部分，而榫眼圆筒13设置在套环21中。应用螺丝钉41将支架31固定到板或盖19上并越过套环21。在一优选实施例中，当紧固螺丝钉41时，将支架31拖向盖19。当这发生时，会靠着套环21的斜面29的渐增的外径拖动孔33，形成干涉配合。套环21由比支架31和榫眼圆筒13的刚性差的材料制成。通过利用槽27的存在加强刚性的缺乏。当将榫眼圆筒13压入套环21后，支架31禁止套环21的直径充足膨胀，因而防止了外螺纹15从内螺纹23脱开。
这样，分别形成在榫眼圆筒13和套环21上的外螺纹15和内螺纹23形成了机械啮合，因而将榫眼圆筒13针对在套环21、支架31和盖19内且相对于套环21、支架31和盖19的轴向移动而固定。如前所述，键25和键槽17之间、和/或在支架31上的突起35与在榫眼圆筒13上的键槽17之间的啮合将榫眼圆筒13针对在套环21、支架31和板或盖19内且相对于套环21、支架31和板或盖19的轴向移动而固定。
根据本发明的优选实施例，套环21及它的不同特征是作为盖或板19的一部分整体地模制的。盖19优选地由塑料树脂或相对轻重量的金属制成，相对轻重量的金属是遵从相关建筑条例而言的。除本文所述的外，盖19在结构上是传统的。
通常，榫眼圆筒在外表上设置螺纹和键槽，以便于将其用于应用固定螺丝钉和/或六角螺母的传统装置中。因此，本发明适合于使用传统榫眼圆筒的应用。支架31优选地由镀锌的钢制成，而且支架31必须是充足重，而套环21充足轻(在材料上或结构上或两者兼有)，如此以致于榫眼圆筒13能够围绕榫眼圆筒13直径地膨胀套环21，而当支架31与盖19连接时，支架31充足强地禁止套环21的直径膨胀。
警报装置11对于现有技术来说具有多个优点。警报装置11减少了在装置中的零件数量，而且在某种意义上简化了元件的装配，当将传统的榫眼圆筒安装在警报装置中时，这是特别有价值的。
本发明已经参考优选实施例进行了说明，这样并没有限制本发明，但是在没有脱离本发明的范围和精神的情况下的变化和更改是允许的。
如此，已经参考本发明的一些实施例说明了本发明，值得注意的是，公开的实施例是为了分析而不是本质上的限制，而且变化、更改、改变和代替在前述公开中是可预期的，另外，在一些例子中，可以应用本发明的一些特征而不相应利用其它特征。许多这样的变化和更改可以认为对于本领域技术人员来说在回顾对前述优选实施例的描述的基础上是明显和可期望的。因此，用与本发明的范围一致的方式广泛地解释所附的权利要求是适当的。