ЗАМОК Российский патент 1998 года по МПК E05B35/00 

Техническое решение относится к замковым устройствам. Их функционирование возможно совместно с ключом. Замок используется вместе с исполнительным устройством [1]. Им может быть: механизм для запирания дверей помещений, автомашин и прочих объектов (запирающее устройство), устройство для замыкания (размыкания) электрических цепей, устройство для переключения режима работы электронного устройства для переключения режима работы электронного блока и т.д.

Цилиндрический замковый механизм [2] содержит корпус, в котором установлены подпружиненные толкатели и задержки, выполненные в виде запирающих штифтов, а также поворотный цилиндрический сердечник, который связан с соединительным элементом, предназначенным для соединения замка с механизмом запирающего устройства. Задержки соединяют сердечник с корпусом. В сердечнике имеются поверхности, предназначенные для взаимодействия с рабочей частью ключа.

Этот замок обладает низкой секретностью так, как контролирует код ключа только в одном положении, когда угол поворота ключа равен 0^o.

Замок [3] идентифицирует код ключа при его перемещении. Замок допускает относительный поворот своих звеньев в том случае, когда код ключа или его очередной элемент эквивалентен, соответственно, коду замка или его очередному элементу. Замок состоит из ключа и механизма замка.

Ключ состоит из рабочей части, на которую нанесен код ключа, и головки, за которую ключ удерживается рукой. Код ключа может быть механическим, который выполнен в виде координат некоторых точек кодовой поверхности, или - магнитным, выполненным в виде координат полюсов постоянных магнитов, которые закреплены на рабочей части ключа. На ключе может быть нанесено по несколько механических и магнитных кодов.

Коды замка ключа эквивалентны кодам замка, что является необходимым условием опирания последнего.

Механизм замка расположен в корпусе, на котором имеются элементы для его крепления на исполнительном устройстве. Механизм замка состоит из переключателя режима его работы, контрольных оболочек и штоков. Переключатель режимов работы предназначен для их переключения. Код замка нанесен в виде кодовых канавок, которые выполнены на контрольных оболочках, установленных подвижно, кинематически связанных между собой и имеющих возможность кинематической связи с ключом. Контрольные оболочки имеют элемент, предназначенный для кинематической связи с подвижным элементом исполнительного устройства. Кодовая канавка содержит пазы и соединительные участки. Код замка состоит из множества координат точек пересечения осевых линий пазов с началами осевых (центральных) линий соединительных участков. Начало соединительного участка определяется направлением перемещения ключа при отпирании замка. Кодовые канавки взаимодействуют с установленными в обойме с возможностью линейного перемещения, подпружиненными штоками через закрепленные на последних штифты. Штоки снабжены щупами, предназначенными для механического взаимодействия с кодовыми поверхностями ключа, или - постоянными магнитами, предназначенными для силового взаимодействия с полюсами магнитного кода ключа.

При отпирании замка штоки перемещаются по траекториям, которые обусловлены формой соединительных участков, а когда штифты попадают в пазы, штоки взаимодействуют с рабочей частью ключа таким образом, что штифты опять попадают в соединительные участки.

Данное техническое решение принято за прототип.

Недостатком данного технического решения является возможность доступа к щупам через замочную скважину специальным инструментом (отмычкой).

Задачей, решаемой предложенным устройством, является устранение указанного выше недостатка, то есть уменьшение возможности использования специальный инструмент для отпирания замка без ключа путем уменьшения площади замочной скважины.

Замок состоит из ключа и механизма замка. Ключ состоит из рабочей части, на которую нанесен код ключа, и головки. Код ключа может быть механическим, который выполнен в виде координат некоторых точек кодовой поверхности, или - магнитным, выполненным в виде координат полюсов постоянных магнитов, закрепленных на рабочей части ключа. На ключе может быть нанесено по несколько механических и магнитных кодов. Коды ключа эквивалентны кодам замка, что является необходимым условием отпирания последнего.

Механизм замка расположен в корпусе, на котором имеются элементы для его крепления на исполнительном устройстве. Механизм замка состоит из переключателя режимов его работы, контрольных оболочек и штоков. Код замка нанесен в виде кодовых канавок, которые выполнены на контрольных оболочках, установленных подвижно и кинематически связанных между собой. Контрольные оболочки имеют элемент, предназначенный для кинематической связи с подвижным элементом исполнительного устройства. Кодовая канавка содержит пазы и соединительные участки. Код замка состоит из множества координат точек пересечения осевых линий пазов с началом осевых (центральных) линий соединительных участков. Кодовые канавки взаимодействуют с установленными в обойме с возможностью линейного перемещения, подпружиненными штоками через закрепленные на последних штифты. Штоки снабжены щупами, предназначенными для механического взаимодействия с кодовыми поверхностями ключа, или постоянными магнитами, предназначенными для силового взаимодействия с полюсами магнитного кода ключа. Контрольные оболочки имеют возможность кинематической связи с ключом. Данные признаки совпадают с признаками прототипа.

В механизме замка между обоймой и контрольными оболочками, неподвижно относительно обоймы, установлены прокладки, в которых выполнены центральные отверстия, являющиеся частью замочной скважины. В этих центральных отверстиях выполнены фигурные вставки. Их форма соответствует продольным пазам, выполненным рабочей части ключа. На рабочей части ключа также выполнены поперечные канавки, расположение которых соответствует положению прокладок. Ширина канавок соответствует толщине прокладок, а их глубина - длине выступов. Указанное соответствие имеет место в рабочей ситуации, когда ключ полностью вставлен в замок.

Техническим результатом данного изобретения является то, что наличие выступов внутри замковой скважины уменьшает ее площадь, затрудняя при этом доступ к щупам с помощью отмычек.

Кроме того, установка прокладок позволяет подобрать оптимальные, по критериям улучшения условий трения и увеличения коррозионной стойкости механизма при его эксплуатации, материалы для подвижных пар: шток-прокладка и прокладка-контрольная шайба.

Упрощение конструкции обойм позволяет использовать штамповку при их изготовлении, сведя к минимуму обработку резанием.

На фиг. 1 изображен продольный разрез замка; на фиг. 2 - разрез на II-II фиг. 1 в уменьшенном масштабе; на фиг. 3 - разрез по III-III фиг. 2; на фиг. 4 - вид IV фиг. 2 в увеличенном масштабе; на фиг. 5 - разрез по V-V фиг. 1 в уменьшенном масштабе; на фиг. 6 - разрез по VI-VI фиг. 1 в уменьшенном масштабе; на фиг. 7 - разрез по VII-VII фиг. 1 в уменьшенном масштабе; на фиг. 8 - разрез по VIII-VIII фиг. 1 в уменьшенном масштабе; на фиг. 9 - разрез по IX-IX фиг. 1 в уменьшенном масштабе; на фиг. 10 - разрез по X-X фиг. 1 в уменьшенном масштабе; на фиг. 11 - вид по стрелке XI фиг. 1 в уменьшенном масштабе; на фиг. 12 - вид по стрелке XII фиг.1 в уменьшенном масштабе; на фиг. 13 - вид по стрелке XIII фиг. 3; на фиг. 14 - общий вид ключа в уменьшенном масштабе; на фиг. 15 - разрез по XV-XV фиг. 14; на фиг. 16 - разрез по XVI-XVI фиг. 14 в увеличенном масштабе; на фиг. 17 - разрез по XVII-XVII фиг. 14; на фиг. 18 - разрез по XVIII-XVIII фиг. 14; на фиг. 19 - разрез по XIX-XIX фиг. 14 в увеличенном масштабе; на фиг. 20 - разрез по XX-XX фиг. 19.

Замок (фиг. 1) содержит корпус 1. в соевом отверстии которого установлен стакан 2 с осевым отверстием, в котором вдоль продольной оси выполнены осевые пазы 3. В отверстии стакана с возможностью вращения установлена контрольная шайба 4.

Далее в отверстии стакана 2 установлена обойма 5 (фиг. 1, 2, 3) со шлицами 6, которые входят в пазы 3. В обойме 5 имеются радиальные прямоугольные отверстия 7 и 8, в которых подвижно установлены штоки 9, 10. Плоские пружины 11 прижимают штоки 9, 10 в направлении центрального отверстия 12, выполненного вдоль продольной оси обоймы 5. Пружина 11 выполнена (фиг. 4) в виде набора тонких пластин, которые зафиксированы в обойме 5 с помощью фигурных штифтов 13 (фиг. 2) Щупы 14. 15 (фиг. 1-3) соединены со штоками 9, 10, соответственно, и установлены в пазах, соединяющих прямоугольные отверстия 7, 8 и отверстие 12. Штифты 16. 17 соединены со штоками 9, 10 и взаимодействуют с кодовыми канавками 18, 19, 20, 21 (фиг. 5. 6), которые выполнены на торцевых поверхностях контрольных шайб 4, 22 (они же контрольные оболочки). Двухсторонняя контрольная шайба 22 подвижно, с возможностью вращения, установлена в отверстии стакана 2 с другой стороны обоймы 5 (фиг. 1). Кодовые канавки 23. 24 выполнены на второй торцевой поверхности контрольной шайбы 22 (фиг. 1, 7). В стакане 2 между обоймой 5 и контрольными шайбами 4, 22 (фиг. 1, 3) неподвижно установлены прокладки 25, 26,которые являются зеркальными отображениями друг друга. Каждая из кодовых канавок (фиг. 5-8) состоит из фигурного паза 27 и соединительного участка 28. Осевые линии пазов 27 параллельны радиуса контрольной шайбы и стенкам отверстий 7, 8. Под осевыми линиями пазов 27 понимается траектория перемещения центра штифтов 16. 17, соответственно.

За контрольной шайбой 22 (фиг. 1) установлена вторая обойма 5 с подпружиненными штоками 9, 10, которые с помощью штифтов 16. 17 взаимодействуют с кодовыми канавками 23. 24 и 29, 30, выполненными на контрольных шайбах 22, 31 (фиг. 7, 8). Контрольная шайба 31 имеет выступ 32 (фиг. 1), предназначенный для взаимодействия с исполнительным механизмом (на фиг. 1-20 исполнительный механизм не показан). Между второй обоймой 5 и контрольными шайбами 22, 31 также установлены прокладки 25. 26. Подпружиненные собачки 33, 34 (фиг. 1, 9) установлены в радиальном отверстии 35, которое выполнено в стакане 2. Собачки 33, 34 взаимодействуют с выполненными на цилиндрических поверхностях контрольной шайбы 31 и стопорного кольца 36 впадинами 37, 38, образуя два храповых механизма, играющих роль переключателя режимов работы замка. Дополнительно на контрольной шайбе 31 выполнены лунки 39. Кольцо 36 зафиксировано в корпусе 1 с помощью шлицев 40, которые входят в пазы 41, и пружинного кольца 42 (фиг. 1, 9).

В контрольной шайбе 4 (фиг. 1, 10) выполнен радиальный канал 45, в котором находится подпружиненный блокировочный шток 46, Шток 46 соединен с заслонкой 47, расположенной в отверстии, соединяющем канал 45 с центральным отверстием 48 контрольной шайбы 4. С помощью цилиндрического торца блокировочный шток 46 взаимодействует с пазом 49, который выполнен на корпусе 1.

Корпус замка 1 (фиг. 11, 12) имеет фланец с отверстиями 50, предназначенными для крепления замка к исполнительному механизму, и фигурное отверстие 51, которое является направляющей для ключа.

В центральных отверстиях 48, 52, 53, контрольных шайб 4, 22, 31 имеются радиальные выступы 54 (фиг. 1, 5-9). Кроме того, на обоймах 5 выполнены кольцевые выступы 55 (фиг. 1-3), которые через соответствующие канавки и выступы прокладок 25. 26 входят в соответствующие проточки, выполненные на контрольных шайбах 4, 22, 31. В центральных отверстиях 56, 57 (фиг. 1, 13) прокладок 25, 26 напротив радиальных выступов 54 выполнены радиальные выступы 58. Пазы 59 выполнены в прокладках 25, 26 таким образом, чтобы не препятствовать перемещению штифтов 16, 17 во время работы замка. Выполненные в контрольных шайбах 4, 22, 21 отверстия 48, 52, 53, отверстия 12, выполненные в обоймах 5, отверстия 56, 57, выполненные в прокладках 25. 26 а также отверстие 51, которое выполнено в корпусе 1, составляют замочную скважину замка.

Ключ 60 (фиг. 14-20) состоит из рабочей части, выполненной в виде стержня 61, и головки 62, имеющей отверстие 63. На стержне 61 выполнены продольные пазы 64, образуя фигурные ребра 65, Форма пазов 64 и выступов 58 прокладок 25, 26 (фиг. 13) соответствуют друг другу. Выступы 54 (фиг. 5-8) имеют форму, которая соответствует форме пазов 64 и обеспечивает угловую фиксацию контрольных шайб 4, 22, 31 относительно ключа во время работы замка. Кодовые поверхности 66 выполнены на ребрах 65. Радиусы головных поверхностей R₁, R₂, R₃ (фиг. 16) и углы между осевыми ребер 65 φ₁ и φ₂ (фиг. 19) образуют код ключа. На одном из ребер имеется паз 67 (фиг 14). На стержне 61 ключа имеется кольцевая протока 68, положение которой соответствует положению передней стенки 69 корпуса 1 замка (фиг. 1, 12), также поперечные канавки 70 (фиг. 14, 20), положение и ширина которых соответствует положению и толщине прокладок 25. 26 (фиг.1). Глубина канавок 70 соответствует длине выступов 58 (фиг. 13). Таким образом на стержне 61 ключа 60 имеется восемь ребер 65 и четыре кодовые поверхности 66. Учитывая, что две кодовые поверхности могут иметь глубину R₁ и R₂, а две другие - R₁, R₂, R₃, а также ограничения на форму ребер 71, 72 (фиг. 20) и не принимая во внимание возможность изменения углов φ_i, теоретическая секретность данного замка равна (2•2•3•3)⁶•4= 36⁶•4= 8707129334, то есть - более 8,5 миллиардов различных вариантов ключа. В случае учета возможности изменения углового положения угла φ₂ (фиг. 5, 11-13, 19), теоретическая секретность замка будет более 8,7•7=70,9 миллиардов различных вариантов ключа.

Работа замка состоит из двух режимов, определяемых переключением режимов работы механизма замка.

Отпирание замка производится поворотом ключа на угол 180^o, 360^o, 540^o или 720^o в направлении вращения часовой стрелки (по стрелке 73).

Запирание может осуществляться автоматически при закрывании двери или - поворотом ключа в противоположном направлении на угол 180^o, 360^o, 540^o или 720^o.

Применение конкретного режима отпирания и отпирания зависит от конструктивных особенностей исполнительного механизма.

При отпирании поворотом на 180^o или 540^o ключ 60 (фиг. 14-20) вставляют в замочную скважину до упора его поверхности 74 (фиг. 20) в поверхность 75 контрольной шайбы 31 (фиг. 1). Начальное угловое положение ключа 60 относительно замочной скважины однозначно определяется равенством углов φ₁ и φ₂ на ключе (фиг. 19), в отверстии 51 корпуса 1 (фиг. 12), в отверстиях 48, 52, 53 контрольных шайб 4, 22, 31 (фиг. 5-9) и в отверстиях 56, 57 прокладок 25, 26 (фиг. 13). Щупы 14, 15 (фиг. 1-3) взаимодействуют с ребрами 71, 72 ключа 60. Штоки 9, 10 занимают положения, при которых их штифты 16. 17 находятся напротив соединительных участков 28 соответствующих кодовых канавок 18, 19 21. 21, 23. 24, 29, 30 (фиг. 1, 5-8). После того как ключ 60 вставлен до упора его поворачивают в направлении 73. повороту стакана 2 в направлении 73 препятствует собачка 34 (фиг. 9). Вращение от ключа 60 через взаимодействие выступов 54 (фиг. 5-9) с осевыми пазами 64 (фиг. 13, 15) передается контрольным шайбам 4, 22. 31. При этом собачка 33 перемещается в направлении от замочной скважины. Поперечные канавки 70 позволяют ключу 60 поворачиваться относительно прокладок 25. 26. Обоймы 5 и прокладки 25. 26 неподвижны относительно корпуса 1 замка, а контрольные шайбы 4, 22, 31 вращаются совместно с ключом. Выступы 54 и выступы 58 действуют подобно ножу мясорубки и поочередно перекрывают большую часть площадки замочной скважины в четырех сечениях, практически полностью закрывая доступ к щупам 14. 15 со стороны отверстия 51 (фиг. 1-3). Во время вращения контрольных шайб 4, 22, 31 штифты 16. 17 взаимодействуют с соединительными участками 28 кодовых канавок 18, 19, 20, 21, 22, 23, 29, 30 и соответственно перемещаются, а щупы 14. 15 удаляются от ключа 60 (фиг. 5-8). После того как штифты 16. 17 попадут в следующие пазы 27, штоки 9, 10 под действием пружин 11 переместятся в направлении ключа 60. После касания ключа 60 щупами 14. 15 штифты 16, 17 снова расположатся напротив соединительных участков 28 кодовых канавок 18, 19, 20, 21, 23, 24, 29. 30. Далее процесс продолжается до полного отпирания замка, то есть - до поворота на угол 180^o. При попадании собачки 33 в лунки 39 (фиг. 9, 11) положения контрольных шайб 4, 22, 31 мягко фиксируются.

Блокировочный штифт 46 при этом взаимодействует с пазом 49 корпуса 1 (фиг. 1, 9), и заслонка 47 опускается и попадает в паз 67 ключа 60.

после поворота на 180^o или 540^o ключ 60 невозможно вынуть из замка. Для этого его необходимо повернуть на 180^o в обратном направлении, то есть ключ 60 можно вынуть из замка только в одном начальном положении. Поворот ключа в направлении запирания возможен только из двух положений: начального и соответствующего повороту на 180^o, 540^o. Это обуславливается тем, что зазор (фиг. 1) между собачками 33, 34 меньше их возможности суммарного перемещения. Так как глубина лунки 39 меньше возможного перемещения собачки 33, то поворот ключа в направлении запирания из промежуточных положений блокируется собачками 33, 34.

При повороте ключа 60 в направлении обратном отпиранию (при запирании замка) весь механизм замка поворачивается вместе со стаканом 2, который заблокирован с контрольной шайбой 31 собачкой 33.

Если отпирание или запирание производится поворотом на 360^o или 720^o, то ключ 60 вынимается из замочной скважины без поворота в обратную сторону (против стрелки 73).

Список литературы.

1. Крайнев А.Ф. Словарь справочник по механизмам. - М.; Машиностроение, 1987. - 560 с.

2. А.С. СССР, 1134687, E 05 B 35/04.

3. Патент России на изобретение RU 2061159 E 05 B 35/00 с приоритетом от 3 июня 1992.3

Замок имеет ключ, на рабочей части которого в виде координат точек кодовой поверхности и/или координат расположения полюсов постоянных магнитов нанесен код ключа, который эквивалентен коду замка, выполненному в виде кодовых канавок и равному координатам пересечения осевых линий пазов и начал осевых линий соединительных участков, а также механизм замка, содержащий корпус, в котором расположены переключатель режимов работы механизма замка, установленные подвижно, кинематически связанные между собой и имеющие возможность кинематической связи с ключом контрольные оболочки, на которых имеются элемент для связи с исполнительным устройством и состоящие из пазов и соединительных участков кодовые канавки, взаимодействующие с кодовыми канавками через закрепленные на них штифты, подпружиненные штоки, которые установлены в обойме с возможностью прямолинейного перемещения и взаимодействия с рабочей частью ключа с помощью закрепленных на них щупов или постоянных магнитов. Между обоймой и контрольными шайбами неподвижно относительно обоймы установлены имеющие пазы для штифтов прокладки, в центральных отверстиях которых выполнены выступы, по форме соответствующие продольным пазам, выполненным на рабочей части ключа, на которой также имеются поперечные канавки, расположение, ширина и глубина которых соответствуют положению и толщине прокладок и длине выступов. 20 ил.

Замок, имеющий ключ, на рабочей части которого в виде координат точек кодовой поверхности и/или координат расположения полюсов постоянных магнитов нанесен код ключа, который эквивалентен коду замка, выполненному в виде кодовых канавок и равному координатам пересечения осевых линий пазов и начал осевых линий соединительных участков, а также механизм замка, содержащий корпус, в котором расположены переключатель режимов работы механизма замка, установленные подвижно, кинематически связанные между собой и имеющие возможность кинематической связи с ключом контрольные оболочки, на которых имеются элемент для связи с исполнительным устройством и состоящие из пазов и соединительных участков кодовые канавки, взаимодействующие с кодовыми канавками через закрепленные на них штифты, подпружиненные штоки, которые установлены в обойме с возможностью прямолинейного перемещения и взаимодействия с рабочей частью ключа с помощью закрепленных на них щупов или постоянных магнитов, отличающийся тем, что между обоймой и контрольными шайбами неподвижно относительно обоймы установлены имеющие пазы для штифтов прокладки, в центральных отверстиях которых выполнены выступы, по форме соответствующие продольным пазам, выполненным на рабочей части ключа, на которой также имеются поперечные канавки, расположение, ширина и глубина которых соответствуют положению и толщине прокладок и длине выступов.