CN111434877A - 磁性锁以及门 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁性锁，其具有操纵单元(4a、4b)和可磁性操作的闭锁单元(6)。所述操纵单元(4a、4b)具有磁体组件(8a、8b)的能围绕转动轴线(9)在锁闭位置和解锁位置之间转动的第一磁体(8a)。所述闭锁单元(6)在锁闭位置中通过磁体组件(8a、8b)的磁场闭锁，按照本发明，所述磁体组件(8a、8b)包括第二磁体(8b)，该第二磁体在锁闭位置中与第一磁体(8a)同向地定向并且在解锁位置与第一磁体(8a)反向地定向。本发明还涉及一种设有这种磁性锁的门。

Description

磁性锁以及门

技术领域

本发明涉及一种磁性锁，其具有操纵单元和可磁性操作的闭锁单元。所述操纵单元具有磁体组件的能围绕转动轴线在锁闭位置(第一功能位置)和解锁位置(第二功能位置)之间转动的第一磁体。所述闭锁单元在锁闭位置中通过磁体组件的磁场闭锁。本发明还涉及一种设有这种磁性锁的门。

背景技术

由文献已知许多应用，其中，锁闭单元通过操纵单元的可转动的磁体磁性地控制。所述锁闭单元在此构成用于，阻止另一物体(例如门板)在闭锁状态中的运动。例如由EP1608830B1已知一种这样的磁性锁，其中，借助于可旋转的磁体能使一个或多个用于锁止门的锁销运动。

然而这种系统的缺点在于，起驱动作用的磁体必须具有高的场强，以确保与锁销的可靠的磁性耦合。锁销的磁性配合件在此设置在离主磁体非常近的位置，以改善磁性耦合。在此不考虑在多个厘米的间距上进行力传递。此外，强磁场也可能产生干扰作用，因为强磁场例如可能对起搏器等医疗设备或硬盘或信用卡之类的磁性存储介质产生不期望的影响。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是，改进这种磁性锁，使得在操纵单元和锁闭单元之间即使在大的间距上、尤其是大于2cm的间距上也能实现可靠的磁性耦合。同时应使所产生的磁场的不期望的负面效果最小化。

本发明的主题以及该目的的解决方案是如权利要求1所述的磁性锁以及如权利要求8所述的配备有这种磁性锁的门。优选的设计方案由从属权利要求给出。

从这种磁性锁出发，按照本发明规定，所述磁体组件包括第二磁体，所述第二磁体在锁闭位置中相对于第一磁体同向定向并且在解锁位置中相对于第一磁体反向定向。

在此，在磁体组件的第一磁体和第二磁体之间的空间间距尤其是小于在磁体组件和锁闭组件之间的间距，尤其是磁体组件和锁闭组件的与磁体组件磁性相互作用的部分之间的间距。优选，在磁体组件和锁闭组件之间的间距至少是两个磁体彼此间的间距的两倍。

本发明基于如下认识，磁体组件的两个分开的磁体自身形成一个单独的磁场。但若将这两个磁体设置地足够近，则这两个磁场会重叠，并且在间距足够大时可以视为一个共同的“远场”。为了构成该远场，除了第一磁体和第二磁体的强度和位置尤其是还有其相对定向是重要的。磁体的定向理解为主要的偶极矩的方向，简化就是永磁体的南极到北极的方向。“同向”是指第一磁体的定向和第二磁体的定向在转动轴线的法平面上的投影形成小于90°的角度。“反向”则是指第一磁体的定向和第二磁体的定向在转动轴线的法平面上的投影形成大于90°的角度。

在两个磁体同向设置时，磁场远场增强，相反，在各个磁体反向设置时，磁场远场可减弱。尤其是在两个强度差不多的磁体反平行定向时可几乎完全消除磁场远场。

因此，在本发明的范围内可能的是，磁体单元在锁闭位置中具有比在打开位置中更强的磁场远场。因此，磁场远场在锁闭位置中可用于在更大的间距上进行磁性传输。同时，所述磁场远场在打开位置中如此程度地减弱，使得预计不会对周围环境造成损害。由于锁闭位置通常处于在操纵单元不与操作者直接接触的运行状态中，由此防止对例如医疗设备或磁性存储介质的损害。

按照本发明的一种优选设计方案，第一磁体的定向与第二磁体的定向分别在转动轴线的法平面上的投影在锁闭位置中形成小于45°的角度、尤其是形成0至30°的角度。在此，在两个定向之间的相对角度越小，则在锁闭位置中的增强效果也就越大。

相应地，在打开位置中，在第一磁体的定向与第二磁体的定向之间的相对角度大于135°、尤其是在150°与180°之间。

按照一种优选的设计方案，闭锁单元具有永磁体，该永磁体与磁体组件的磁场相互作用。由此，在闭锁单元中能基于与磁场的相互作用产生特别大的力。

在一种备选设计方案中，闭锁单元也可以具有软磁元件，该软磁元件与磁体组件的磁场相互作用。因为磁体组件的磁场能在远场中接近“打开”和“关闭”，这种设计方案也是容易实施的。

磁性元件(或永磁体)在此可以优选地集成到闭锁单元中，使得所述闭锁单元不仅在永磁体与磁体组件的相吸相互作用时而且在互斥相互作用时闭锁。这一方面使得磁性锁的安装变得容易，因为不需要根据锁闭单元的定位来注意磁体组件的极性。因此，操纵组件可以通用地定位在左挡靠的门和右挡靠的门中，并且既可以定位在铰链侧也可以定位在衬里侧上。附加地，由此也提高了磁性锁的可靠性。因为为了解锁闭锁单元必须减小磁场，借助于简单的并且不特别的永磁体就能毫无问题地实现打开。

特别优选地，永磁体的定向(至少在转动轴线的法平面上的投影)与第一磁体在锁闭和/或打开位置中对齐。由此，第一磁体和永磁体的定向彼此平行或反平行地延伸。第一磁体和永磁体在竖直方向上处于相同的高度上。在厚度方向上，永磁体优选与第一磁体对齐地设置，但也可以在其布置中在厚度方向上处于第一磁体和第二磁体之间。由此能实现在操纵单元和锁闭单元之间良好的力传递。

特别优选地，闭锁单元具有回位单元，所述回位单元在零场或弱场的状态中将闭锁单元解锁。这尤其是理解为，通过磁体组件在闭锁单元的区域中(尤其是在闭锁单元的磁性作用的构件上)具有不大于两倍的地磁场强的磁场强度。在这种磁场强度下，相对于磁体组件的远场，干扰场、例如地磁场或周围环境的磁化是主导的。

在一种特别优选的设计方案中，第二磁体围绕第二转动轴线可转动地设置。通过触发这种转动运动，磁体组件也可以在同向和反向定向之间进行改变。由此同时实现了在打开状态和关闭状态之间的切换。

可转动的第二磁体允许实现第二锁闭可行方案，以及单独锁上相对置的门侧或者备选地能实现紧急解锁。

本发明的主题还有一种门，其具有能在一个至少部分开启门开口的打开位置和一个封闭门开口的关闭位置之间运动的门板。按照本发明，所述门设有之前所述的磁性锁。在此，可以基于磁性耦合将操纵单元和锁闭单元以在视觉上特别搭配的方式彼此分开地设置。所述操纵单元可以特别精致地构成。同时，由操纵单元在打开状态中感应的磁场是小的。

闭锁单元构成为，使得闭锁单元在闭锁状态中阻止门板离开关闭位置。这尤其是通过形锁合地阻止打开运动来实现。操纵单元优选设置在、尤其是粘接在(沿侧向方向和竖直方向延伸的)第一正面上。所述操纵单元在此除了磁体组件的第一磁体之外优选具有接合部以用于形成门把手。

特别优选地，所述操纵单元与侧边缘间隔开间距地设置在门板上。在操纵单元和闭锁单元之间在此保留一个间距。由此，操纵单元可设有把手的视觉观感，这使得无法直接看到其锁闭功能。这尤其是可以在玻璃门中产生优雅的外观。

适宜地，闭锁单元设置在包围门开口的门框中。这既在打开状态中又在关闭状态中改进了门的视觉外观，因为锁闭单元基本上不可见。

优选，磁体组件的第二磁体在第二操纵单元中设置在沿厚度方向与第一正面相对置的第二正面上。

适宜地，门板沿厚度方向具有小于2cm的延伸长度。因此，第一磁体和第二磁体的磁性叠加能穿过门板进行。这尤其是对于如下设计方案是有意义的，其中，第二磁体构成为可转动的以用于提供次级的打开和关闭功能。

本发明特别优选地可规定，门板构成为半透明的、透光的和/或透明的，尤其是所述门板由透明玻璃和/或毛玻璃构成。由此特别好地产生锁的精致的结构形式。

适宜地，第一磁体的转动轴线垂直于门板的正面定向。由此实现第一磁体平行于门板的定向，从而能朝向门框施加最大的磁场远场作用。在那里于是在门框中亦或在门板的边缘上设置有配设的闭锁单元。

在优选的第一设计方案中，闭锁单元具有能直线地、尤其是垂直于转动轴线移动的锁销。通过直线的移动，所述锁销能在锁止位置和解锁位置之间运动。在锁止位置中，所述锁销在锁闭位置中形阻止门板的运动。

按照一种备选的优选设计方案规定，闭锁单元具有可枢转的保持体和可磁性操作的锁止元件。当锁止元件锁止保持体的枢转运动时，所述保持体将门板形锁合地锁止在关闭位置中。

附图说明

下面根据仅示出实施例的附图解释本发明。图中示意性地示出：

图1以三维视图示出按照本发明的门，

图2A示出根据图1的门的水平剖视图，

图2B示出与图2A相应的在一个备选的锁闭状态中的示图，

图3A示出在第一位置中的锁闭单元的一个备选设计方案，

图3B示出在第二位置中的根据图3A的锁闭单元，

图3C示出与图3B对应的在闭锁状态中的示图，

图4A和4B示出第一实施形式中的锁闭机构的示意图，

图5A至5C示出第二实施形式中的锁闭机构的示意图，

图6A至6C示出第三实施形式中不同锁闭状态的示意图。

具体实施方式

图1以三维视图示出按照本发明的门。该门具有门板1，该门板构成为用于封闭门通道2。门板1沿侧向方向x、竖直方向y以及沿厚度方向z延伸。在厚度方向z上，所述门板1具有厚度d，该厚度小于2cm并且尤其是小于沿侧向方向x测量的门板宽度和沿竖直方向y测量的门板高度的十分之一。

在示出的实施例中，门板1构成为摆动门，该摆动门围绕在竖直方向y上延伸的枢转轴线可枢转地保持在门框3上。按照本发明，在门板1的第一正面1a上设置有按照本发明的磁性锁的第一操纵单元4a。在与第一正面1a相对置的第二正面1b上固定有第二操纵单元4b。所述第一操纵单元4a和第二操纵单元4b沿厚度方向z沿视线方向叠合地与门板的最近的侧边缘1c以间距a设置并且分别形成用于提供门把手功能的接合部5。

在门框3中设置有用于锁止门板1的枢转运动的锁闭单元6。所述门框为此部分剖开地示出，以便使闭锁单元6可见。所述闭锁单元6包括与门框固定连接的框架6a以及在其中可调节地设置的支座6b。锁销元件6c沿侧向方向x可移动地保持在支座6b上。永磁体6d由锁销元件6c接纳。

此外，在壳体6b上固定有多个保持磁体6e，以用于提供对门的磁性保持。所述保持磁体6e与可磁化的第一板条7a相互作用，所述第一板条固定在门板1的侧边缘上并且在竖直方向y上与保持磁体6e在相同的区域上延伸。

在可磁化的第一板条上沿竖直方向连接有不可磁化的第二板条7b，所述第二板条提供用于锁销元件6c的形锁合的支座。为了不损害磁性锁闭性能，所述第二板条7b构成为不可磁化的。第一板条7a和第二板条7b在其视觉形象以及横截面方面彼此匹配或相同地构成。

在图2A和2B中分别示出根据图1的门的居中穿过永磁体6d的水平剖视图。由所述剖视图可知，第一操纵单元4a和第二操纵单元4b具有第一磁体8a和第二磁体8b，所述第一磁体和第二磁体共同形成按照本发明的磁体组件8a、8b。至少第一磁体8a能围绕转动轴线9在图2a中示出的解锁位置和图2B中示出的锁闭位置之间转动。

在解锁位置中，第一磁体8a和第二磁体8b反向设置。磁场因此彼此减弱，这由点划线表示的场线10示出。作用到锁闭单元6的棒状磁体6d上的磁场远场因此可忽略不计。棒状磁体6d到第一磁体8a和第二磁体8b的间距c比第一磁体8a和第二磁体8b之间的间距b显著更大(在此实施例中大于三倍)。棒状磁体8d与第一磁体8a和第二磁体8b的远场的磁性相互作用因此可忽略不计，从而锁销元件6c无法克服回位元件6f的弹簧力从壳体6b逆着侧向方向x被拉出。门因此被解锁并且门板1可以从示出的锁闭位置沿打开方向A向外枢转。

在示出的实施例中，侧部的门框梁3具有阶梯状的凹部3a，所述凹部接纳门板1的端部区段。在阶梯状的凹部3a中此外在止挡侧设有成型密封件11，该成型密封件不伸入门通道2中。在剖视图中可见的第二板条7b同样不伸入门通道2中，而是不可见地保留在阶梯状的凹部3a内部。门板1在示出的关闭位置中基本上与门框梁的平面区段3b面齐平，其中，沿厚度方向z的偏差e小于门板厚度d，尤其是小于门板厚度d的一半。

在图2b中示出锁闭状态。通过围绕转动轴线9转动180°，第一磁体8a现在具有相反的定向并且因此与第二磁体8b同向定向。因此，两个磁体8a、8b的磁场叠加，如根据点划线示出的场线10可见的那样。由于远场加强，现在对棒状磁体6d施加磁吸力。因此，所述棒状磁体朝向门板1移动，从而锁销元件6c与第二板条7b形成形锁合的接合。门沿着打开方向A的打开由此被避免。在磁场再次消失时，锁销元件6c通过回位元件6f向回运动到初始位置中。

在图3A至3C中示出锁闭元件的一种备选设计方案。闭锁单元具有与门框3连接的框架12以及在框架12内部围绕竖轴线可枢转的保持体13。竖轴线h在此平行于门板1的枢转轴线延伸，即沿竖直方向y延伸。此外，在保持体13上构成沿竖直方向y延伸的槽13a。在关闭门扇1时，该门扇在达到关闭位置前不久枢转到槽13a中并且被该槽沿厚度方向z形锁合地包围。该状态在图3b中示出。所述围绕竖轴线h的枢转运动可借助于设置在保持体13内部的锁止元件13b锁止。在此，在图3b中示出未锁止的位置，其中，保持体13能围绕竖轴线h枢转。通过与操作元件的磁性相互作用，锁止元件13b可移动到图3C示出的锁止位置中。在该锁止位置中，锁止元件13b接合到框架的配设的接纳部12a中。此外，锁止元件13b与保持体13形锁合，从而围绕竖轴线h的枢转运动被禁止。优选设有在图中未示出的展开弹簧(Ausstellfeder)，该展开弹簧在未负载的状态中使保持体枢转到图3A示出的初始位置中，在该初始位置中，门板1的端部可以枢转到槽13a中。

按照本发明的磁性锁的基本原理以及用于驱动闭锁单元的不同的变型方案在图4A至6C中示出。

图4A和4B在此示出最简单的变型方案。闭锁单元6在此具有棒状磁体6d作为磁性激活的组成部分。所述棒状磁体在该实施例中构成用于驱动仅虚线示出的锁销元件6c。所述棒状磁体6d在示出的水平平面(x-z平面)中如同磁体组件的第一磁体8a和第二磁体8b那样定向。沿厚度方向z，所述棒状磁体6d在此大致居中地设置在第一磁体8a和第二磁体8b之间。

在图4A示出的打开状态中，第一磁体8a和第二磁体8b反向设置，从而(通过场线10示出的)磁场远场被减弱。因此，锁销元件6c通过回位元件6f保持在收回的解锁位置中。

通过图4B的对比观察可知，在那里第一磁体8a和第二磁体8b同向定向。磁场远场(场线10)由此增强并且对棒状磁体6d施加逆着侧向方向x的磁吸力。所述回位元件6f由此伸长并且使锁销元件6c移动到锁止门板1的位置中。

在图5A至5C中示出一种备选设计方案。锁销元件6c的驱动在此通过可磁化的芯6g实现。由此，通过同向定向的第一磁体8a和第二磁体8b产生的吸力独立于远场的总定向。在可磁化的芯6g内部设置的元磁体分别在磁场远场10的作用下定向成，使得产生磁吸力。在这种设计方案中，在打开位置和关闭位置之间的运行状态能通过转动第一磁体8a和第二磁体8b来达到。

在图6A至6C中示出锁闭元件的另一设计方案，其中锁闭状态与远场的北极还是南极朝向锁闭单元无关地实现。在此，棒状磁体6d‘沿着侧向方向x可运动地在多件式的套筒14中引导。所述套筒14具有第一半壳14a和第二半壳14b，所述第一和第二半壳分别具有构成为齿杆的面。这两个构成为齿杆的面在此通过转向齿轮14c彼此耦合。两个半壳14a和14b在零场状态中(图6A)通过构成为压力弹簧的回位元件6f‘被压到一起。由此，棒状磁体6d‘居中地保持在半壳内部。不仅通过磁吸力(图6B)而且通过磁斥力(图6C)，两个半壳14a、14b在转向齿轮14c的中间作用下彼此分开。锁销元件6c在此与第一半壳14a的运动耦合。

图4A至6C的驱动构造也可以与根据图3A至图3C的解锁元件结合。包括合适的偏转元件在内，规定的驱动装置也可以与滑动门的锁止装置结合使用。

Claims (15)

1.一种磁性锁，其具有操纵单元(4a、4b)和可磁性操作的闭锁单元(6)，其中，所述操纵单元(4a、4b)具有磁体组件(8a、8b)的能围绕转动轴线(9)在锁闭位置和解锁位置之间转动的第一磁体(8a)，并且其中，所述闭锁单元(6)在锁闭位置中通过磁体组件(8a、8b)的磁场闭锁，其特征在于，所述磁体组件(8a、8b)包括第二磁体(8b)，该第二磁体在锁闭位置中与第一磁体(8a)同向地定向并且在解锁位置中与第一磁体(8a)反向地定向。

2.如权利要求1所述的磁性锁，其特征在于，第一磁体(8a)的定向与第二磁体(8b)的定向分别在转动轴线(9)的法平面上的投影在锁闭位置中形成小于45°的角度、尤其是形成0至30°的角度。

3.如权利要求1或2所述的磁性锁，其特征在于，所述闭锁单元(6)具有永磁体(6d)，该永磁体与磁体组件(8a、8b)的磁场相互作用。

4.如权利要求3所述的磁性锁，其特征在于，所述闭锁单元(6)不仅在永磁体(6d)与磁体组件(8a、8b)之间相吸的相互作用时而且在永磁体与磁体组件之间互斥的相互作用时闭锁。

5.如权利要求3或4所述的磁性锁，其特征在于，所述永磁体(6d)，至少在转动轴线(9)的法平面上的投影，与第一磁体(8a)对齐。

6.如权利要求1至5之一所述的磁性锁，其特征在于，所述闭锁单元(6)具有回位元件(6f)，所述回位元件在零场或弱场状态中解锁所述闭锁单元(6)。

7.如权利要求1至6之一所述的磁性锁，其特征在于，所述第二磁体(8b)能围绕第二转动轴线(9)转动。

8.一种门，其具有能在一个至少部分开启门开口(2)的打开位置和一个封闭门开口(2)的关闭位置之间运动的门板(1)，所述门板沿侧向方向(x)、竖直方向(y)和厚度方向(z)延伸，其特征在于，设有如权利要求1至7之一所述的磁性锁，并且磁性锁的至少一个操纵单元(4a，4b)设置在门板(1)上。

9.如权利要求8所述的门，其特征在于，所述操纵单元(4a、4b)在门板(1)上与侧边缘(1c)间隔开间距(a)地设置，并且在操纵单元(4a、4b)与闭锁单元(6)之间保留有间距。

10.如权利要求8或9所述的门，其特征在于，所述闭锁单元(6)设置在门框(3)上。

11.如权利要求8至10之一所述的门，其特征在于，所述门板(1)具有小于2cm的厚度(d)。

12.如权利要求8至11之一所述的门，其特征在于，所述门板(1)构成为半透明的、透光的和/或透明的，尤其是所述门板由透明玻璃和/或毛玻璃构成。

13.如权利要求8至12之一所述的门，其特征在于，所述转动轴线(9)垂直于门板(1)定向。

14.如权利要求8至13之一所述的门，其特征在于，所述闭锁单元(6)具有能直线地、尤其是垂直于转动轴线(9)移动的锁销(6c)，所述锁销在锁闭位置中形锁合地锁止门板(1)的枢转运动(A)。

15.如权利要求8至13之一所述的门，其特征在于，所述闭锁单元(6)具有可枢转的保持体(13)和可磁性操作的锁止元件(13b)，并且当锁止元件(13b)锁止保持体(13)的枢转运动时，所述保持体(13)将门板(1)形锁合地锁止在关闭位置中。

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