МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЗАМОК ПОВЫШЕННОЙ НАДЕЖНОСТИ Российский патент 1998 года по МПК E05B27/04 E05B35/08 

Изобретение касается цилиндровых замковых систем и может быть использовано для запирания дверей транспортных средств, банковских депозитных сейфов, привокзальных камер хранения, приборных стоек, оружейных шкафов, гаражей, жилых и служебных помещений, а также других объектов частного и государственного значения.

Известен замок, содержащий цилиндрический пустотелый корпус, имеющий на внутренней поверхности фиксирующий продольный паз с наклонными краями, и установленный в нем цилиндрический поворотный сердечник с замочной скважиной и закрепленным на нем рабочим кулачком, содержащий подпружиненные поворотные стопорные штифты, установленные в направляющих отверстиях с ограничительными карманами, и подпружиненную запорную шпонку, при этом штифты имеют клиновидные концы для взаимодействия с бородками ключа, кодовые элементы в виде радиальных отверстий и снабжены ограничителями свободного разворота, размещенными в ограничительных карманах, шпонка снабжена с одной стороны гребенкой, образованной штырями для взаимодействия со штифтами и их кодовыми отверстиями, и с другой стороны продольным стопорным зубом для взаимодействия в свою очередь с фиксирующим продольным пазом корпуса. В этом замке корпус снабжен ограничителем поворота кулачка, который закреплен на хвостовике поворотного сердечника посредством крестообразного радиально-торцевого сочленения при помощи крепежных элементов, а стопорные штифты имеют ряд дополнительных кодовых отверстий для обеспечения возможности работы замка от мастер-ключа [1].

Известен замок, содержащий цилиндрический пустотелый корпус, имеющий на внутренней поверхности фиксирующий продольный паз с наклонными краями, и установленный в нем цилиндрический поворотный сердечник с замочной скважиной и закрепленным на нем рабочим кулачком, содержащий подпружиненные поворотные стопорные штифты, установленные в направляющих отверстиях с ограничительными карманами, и подпружиненную запорную шпонку, при этом штифты имеют клиновидные концы для взаимодействия с бородками ключа, кодовые элементы в виде радиальных отверстий и снабжены ограничителями свободного разворота, размещенными в ограничительных камерах, шпонка снабжена с одной стороны гребенкой, образованной штырями для взаимодействия со штифтами и их кодовыми отверстиями, и с другой стороны - продольным стопорным зубом для взаимодействия в свою очередь с фиксирующим продольным пазом корпуса, кроме того, на корпус соосно установлен электрический переключающий узел. В этом замке корпус в задней части имеет поперечную прорезь для размещения кулачка, при этом кулачок своим вильчатым концом сочленен с лысками хвостовика (шипа) сердечника и закреплен при помощи держателя, один конец которого изогнут в виде лапки и входит в прямоугольное отверстие кулачка, а другой, выполненный в виде прорезного кольца, образуют упругое сочленение с цилиндрической частью хвостовика сердечника. Основными недостатками этих замков являются ограниченные функциональные возможности и сравнительно невысокая надежность для современных требований к защите объектов, обусловленные отсутствием возможности ступенчатого отпирания по меньшей мере двумя разными ключами и отсутствием защиты против применения силовых методов несанкционированного вскрытия, например путем высверливания задержек [2].

Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению (прототипом) является многофункциональный замок, содержащий цилиндрический пустотелый корпус, имеющий установленный в нем поворотный цилиндрический сердечник с замочной скважиной и закрепленным на нем исполнительным рабочим органом, содержащий подпружиненные поворотные стопорные штифты, установленные в направляющих отверстиях с ограничительными карманами, и установленные в сердечнике диаметрально противоположно друг другу две подпружиненные запорные шпонки, при этом штифты имеют клиновидные концы для взаимодействия с бородками ключа, кодовые элементы в виде выполненных глухими радиальных отверстий и снабжены ограничителями свободного разворота, размещенными в ограничительных карманах, каждая шпонка снабжена с одной стороны гребенкой, образованной штырями для взаимодействия со штифтами и их кодовыми отверстиями, при этом на внутренней поверхности корпуса выполнены ограничительные продольные пазы с поперечным профилем в виде секторных карманов с наклонными краями, кроме того, на корпусе соосно установлен контрольно-передаточный узел углового положения сердечника [3].

Несмотря на возможность использования по меньшей мере двух разных ключей основными недостатками этого замка являются также ограниченные функциональные возможности и сравнительно невысокие надежность и секретность для современных требований к защите объектов, обусловленные невозможностью ступенчатого отпирания указанными по меньшей мере двумя разными ключами и отсутствием защиты против применения силовых методов несанкционированного вскрытия, например путем высверливания задержек.

Изобретение решает задачу расширения функциональных возможностей замка за счет повышения его надежности и секретности путем обеспечения возможности ступенчатой работы по меньшей мере от двух разных ключей, отличающихся кодовыми комбинациями, а также применения комбинированной защиты от силовых методов несанкционированного вскрытия, например, путем высверливания задержек.

Технический результат достигается тем, что многофункциональный замок повышенной надежности, содержащий цилиндрический пустотелый корпус, имеющий установленный в нем поворотный цилиндрический сердечник с замочной скважиной и закрепленным на нем исполнительным рабочим органом, содержащий подпружиненные поворотные стопорные штифты, установленные в направляющих отверстиях с ограничительными карманами, и установленные в сердечнике диаметрально противоположно друг другу две подпружиненные запорные шпонки, при этом штифты имеют клиновидные концы для взаимодействия с бородками ключа, кодовые элементы выполнены в виде выполненных глухими радиальных отверстия и снабжены ограничителями свободного разворота, размещенными в ограничительных карманах, каждая шпонка снабжена с одной стороны гребенкой, образованной штырями для взаимодействия со штифтами и их кодовыми отверстиями, при этом на внутренней поверхности корпуса выполнены ограничительные продольные пазы с поперечным профилем в виде секторных карманов с наклонными краями, кроме того, на корпусе соосно установлен контрольно-передаточный узел углового положения сердечника, отличающийся тем, что на внутренней поверхности корпуса выполнены по меньшей мере два фиксирующих продольных паза с наклонными краями, взаимодействующие с ограничительными продольными пазами посредством шпонок с обеспечением возможности поворота с последующей фиксацией сердечника на необходимые углы при работе замка по меньшей мере от двух штатных разных ключей, отличающихся кодовыми комбинациями, при этом каждая шпонка с другой стороны снабжена продольным стопорным зубом для взаимодействия в свою очередь с фиксирующим продольным пазом корпуса, а также за счет того, что стопорные штифты попарно развернуты своими ограничителями навстречу друг другу, при этом последние размещены в общем ограничительном кармане, образованном кромками пересечения направляющих отверстий с радиальным глухим цилиндрическим отверстием, выполненным в середине перемычки между ними, причем его диаметр превышает размер перемычки, а также за счет того, что по меньшей мере один из стопорных штифтов изготовлен из материала повышенной стойкости к механическим воздействиям и выполнен без ограничителя свободного разворота с коническим рабочим концом и кодовым элементом в виде кольцевой канавки для взаимодействия с одним из штырей шпоночной гребенки, а также за счет того, что в стопорных штифтах дополнительно выполнены сквозные радиальные кодовые отверстия с обеспечением возможности одновременной разблокировки обеих запорных шпонок при работе замка от мастер-ключа.

Таким образом предложенное техническое решение благодаря выполнению на внутренней поверхности корпуса по меньшей мере двух фиксирующих продольных пазов, взаимосвязанных с пазами с поперечным профилем в виде секторных карманов, обеспечивается возможность работы замка по меньшей мере от двух разных ключей, а за счет установки защитного стопорного штифта, изготовленного из материала повышенной стойкости к механическим воздействиям в сочетании с известной электрической сигнализацией через контрольно-передаточный узел, практически решается задача защиты против применения силовых методов несанкционированного вскрытия замка, например, путем высверливания задержек. Кроме того, обеспечивается быстрое отпирание замка мастер-ключом в чрезвычайных обстоятельствах. За счет вышеперечисленных усовершенствований значительно повышаются надежность и секретность замка и тем самым расширяются функциональные возможности использования предлагаемого технического решения для защиты различных охраняемых объектов на современном уровне и в перспективе.

На фиг. 1 представлена конструкция многофункционального замка повышенной надежности в запертом положении, вид сбоку в разрезе; на фиг. 2 - 4 - разрезы по А-А, Б-Б и В-В соответственно на фиг.1; на фиг.5 - поворотный цилиндрический сердечник, вид сверху; на фиг. 6 - разрез по Б-Б на фиг.1 при вставленном первом штатном ключе; на фиг.7 - тот же разрез, при вставленном втором штатном ключе после выполнения поворота первым; на фиг.8 - 10 условно показано взаимодействие подпружиненных запорных шпонок с пазами корпуса при последовательном отпирании замка двумя штатными ключами; на фиг. 11 - 13 гипотетические варианты исполнения фиксирующих и ограничительных пазов при взаимодействии со шпонками в исходном положении при запертом замке; на фиг. 14 - разрез по Б-Б на фиг.1 при вставленном мастер-ключе.

На фиг. 1-14 приняты следующие обозначения: 1 - цилиндрический пустотелый корпус замка, 2 - поворотный цилиндрический сердечник, включающий поз. 13-20, 3 - исполнительный рабочий орган в виде кулачка, 4 - подпружиненный поворотный стопорный штифт, 5 - подпружиненный защитный стопорный штифт, 6 и 7 - подпружиненные запорные шпонки, 8 - электрическое переключающее устройство, 9 и 10 - фиксирующие продольные пазы, 11 и 12 - ограничительные продольные пазы, 13 - хвостовик(шип) сердечника 2, 14 - замочная скважина, 15 - направляющее глухое отверстие под установку поз. 4, 16 - направляющее глухое отверстие под установку поз. 5, 17 - шпоночная канавка, 18 - общий ограничительный карман, 19 - радиальное глухое цилиндрическое отверстие, 20 - перемычка между отверстиями поз. 15, 21 - клиновидный конец поз. 4, 22 и 23 - радиальные кодовые глухие отверстия в поз. 4, 24 - первый штатный ключ, 25 - второй штатный ключ, 26 сквозное радиальное кодовое отверстие в поз. 4, 27 - мастер-ключ, 28 - цилиндрический выступ (штифт), 29 - конический рабочий конец поз. 5, 30 - кольцевая канавка в поз. 5, 31 - гребенка, 32 - штырь, 33 - продольный стопорный зуб, 34 - микропереключатель, 35 - корпус поз. 8, 36 - кулачок, 37 - шарик, 38 - направляющее радиальное отверстие в поз. 35.

Многофункциональный замок повышенной надежности содержит цилиндрический пустотелый корпус 1 и установленные в нем поворотный цилиндрический сердечник 2 с закрепленным на нем исполнительным рабочим органом, выполненным, например, в виде кулачка 3. Кроме того, сердечник 2 содержит подпружиненные поворотные стопорные штифты 4 и защитный штифт 5, а также подпружиненные запорные шпонки 6 и 7. На корпусе 1 соосно установлен контрольно-передаточный узел углового положения сердечника 2, выполненный, например, в виде электрического переключающего устройства 8. На внутренней поверхности корпуса 1 имеются фиксирующие продольные пазы 9 и 10 с ограничительными продольными пазами 11 и 12 с поперечным профилем в виде секторных карманов, при этом те и другие пазы образованы идентичными наклонными краями с геометрией, аналогичной, например, мелкомодульному зубчатому зацеплению, а на внешней его поверхности имеются элементы установки и закрепления замка на рабочем месте. Сердечник 2 имеет хвостовик (шип) 13 с элементами передачи крутящего момента и осевого закрепления, замочную скважину 14 с расположенными радиально в один ряд пересекающими ее направляющими глухими отверстиями 15 и 16 под установку штифтов 4 и 5 соответственно и продольные шпоночные канавки 17, выполненные диаметрально противоположно и симметрично относительно направляющих отверстий 15 и 16, при этом каждая пара направляющих отверстий 15 снабжена общим ограничительным карманом 18, образованным кромками пересечения с радиальным глухим цилиндрическим отверстием 19, выполненным в средней части перемычки 20 между ними, а направляющее отверстие 16 ограничительного кармана не имеет. Каждый стопорный штифт 4 имеет клиновидный конец 21 и на его цилиндрической поверхности с противоположных сторон выполнены радиальные кодовые глухие отверстия 22 и 23 для обеспечения работы замка от двух разных штатных ключей 24 и 25 соответственно, кроме того, выполнено дополнительное сквозное радиальное кодовое отверстие 26 для обеспечения работы замка от мастер-ключа 27, а также снабжен ограничителем свободного разворота, выполненным, например, в виде цилиндрического выступа (штифта) 28. Защитный штифт 5 для предохранения замка от силовых способов вскрытия изготовлен из материала повышенной стойкости к механическим воздействиям и не имеет ограничителя свободного разворота, поскольку имеет конический рабочий конец 29 и снабжен кодовым элементом в виде кольцевой канавки 30, пригодной для обеспечения работы замка и от двух штатных ключей 24 и 25 и от мастер-ключа 27. Каждая шпонка снабжена, с одной стороны, гребенкой 31, образованной штырями 32, и с другой стороны - продольным стопорным зубом 33. Подпружиненные поворотные стопорные штифты 4 установлены в направляющих отверстиях 15 и попарно развернуты своими ограничителями 28 навстречу друг другу, размещенными в общем ограничительном кармане 18, а защитный штифт 5 установлен в направляющем отверстии 16, частично перекрывая при этом замочную скважину 14. Подпружиненные запорные шпонки 6 и 7 установлены в шпоночных канавках 17 и с одной стороны упирается своими штырями 32 в цилиндрическую поверхность штифтов 4 и 5, а с другой стороны - своими продольными стопорными зубьями 33 в фиксирующий продольный паз 9 и ограничительный продольный паз 10, т. е. находятся в зубчатом зацеплении с их наклонными кромками (на фиг. позиции не обозначены). Электрическое переключающее устройство 8 выполнено, например, в виде шарикокулачкового передаточного механизма, кинематически связанного с микропереключателями 34, установленными на его корпусе 35, состыкованным с задней частью корпуса 1 замка, при этом его кулачок установлен на хвостовике 13 сердечника 2, а шарики 37 размещены в направляющих радиальных отверстиях 38 корпуса 35.

Контрольно-передаточный узел углового положения сердечника 2 может быть выполнен также в виде механической передачи для ручного привода или переключения вспомогательных механических или пневмогидравлических систем, в виде потенциометра, оптоэлектронного датчика, пьезоэлектрического переключателя и т.д.

Исполнительный рабочий орган, выполненный, например, в виде кулачка 3, может быть исполнен также в виде зубчатой шестерни или сектора, полумуфты сцепления и любого другого приводного элемента известных механических передач.

Работа замка выполняется от плоских ключей с бородками, образованными рабочими гранями, пересечение плоскостей которых образует направление ребер под различными углами, отличными от прямого относительно боковой поверхности ключа, при этом глубина впадин и угловое направление ребер составляет кодовую комбинацию ключа, что обеспечивает повышенную секретность отпирания (патент США N 3499302).

Многофункциональный замок повышенной надежности работает от двух штатных ключей 24 и 25 следующим образом.

Для отпирания замка, представленного на фиг. 1 - 4, первый штатный ключ 25 вводится в замочную скважину 14 до упора. При этом подпружиненные поворотные стопорные штифты 4 под воздействием граней бородок ключа 24 разворачиваются и занимают положение по углу разворота и направлению оси в направляющих отверстиях 15, при котором их кодовые глухие отверстия 22 располагаются напротив штырей 32 гребенки 31 подпружиненной запорной шпонки 6, а подпружиненный защитный стопорный штифт 5 занимает положение по направлению оси направляющего отверстия 16, при котором его кольцевая канавка 30 также располагается напротив одного из штырей 32. Затем ключ 24 поворачивается на угол α, например, по часовой стрелке, до упора. При этом шпонка 6 перемещается в шпоночной канавке 17, ее продольный стопорный зуб 33 выходит из зацепления с фиксирующим продольным пазом 9, и ее штыри 32 заходят в кодовые глухие отверстия 22 запорных штифтов 4 и кольцевую канавку 30 защитного штифта 5, и за счет этого происходит разблокировка сердечника 2. В процессе поворота стопорный зуб 33 шпонки 7 отходит от наклонного края ограничительного продольного паза 11 и перемещается в его секторном кармане (поз. не обозначено) до упора в другой наклонный край, при этом шпонка 7 посредством своих штырей 32 заблокирована цилиндрическими поверхностями стопорных штифтов 4 и 5. При повороте ключа 24 одновременно происходит срабатывание электрического переключения устройства 8, например происходит подача электрического сигнала о начале поворота сердечника 2 и его окончании на угол α. Затем ключ 24 извлекается из замочной скважины 14, при этом сердечник 2 блокируется обеими шпонками 6 и 7 посредством одностороннего взаимодействия их зубьев 33 с краями секторных карманов ограничительных пазов 11 и 12 соответственно.

После этого второй штатный ключ 25 вводится в замочную скважину 14 также до упора. При этом штифты 4 аналогично разворачиваются по углу и, перемещаясь по направлению оси направляющих отверстий 15, а защитный штифт 5, перемещаясь только по направлению оси направляющего отверстия 16, занимают положение, при котором их кодовые глухие отверстия 23 и кольцевая канавка 30 соответственно располагаются напротив штырей 32 гребенки 31 шпонки 7. Затем ключ 25 поворачивается на угол β также по часовой стрелке до упора. При этом шпонка 7 перемещается в шпоночной канавке 17, ее стопорный зуб 33 выходит из зацепления с наклонным краем секторного кармана ограничительного паза 12, и за счет этого происходит вторичная разблокировка сердечника 2. В процессе поворота стопорный зуб 33 шпонки 6 отходит от наклонного края секторного кармана ограничительного паза 12, при этом стопорный зуб 33 шпонки 7 входит в зацепление со вторым фиксирующим пазом 10. Происходит окончательное отпирание замка. При работе замка от ключа 25 также с электрического переключающего устройства 8 подается сигнал о начале поворота сердечника 2 и полном открытии замка. Далее ключ 25 извлекается из замочной скважины 14, при этом сердечник 2 блокируется обеими шпонками 6 и 7. Запирание замка двумя штатными ключами 24 и 25 производится в обратной последовательности. Замок от мастер-ключа 27 работает следующим образом. Для отпирания замка, например, в чрезвычайных обстоятельствах мастер-ключ 27 вводится в замочную скважину 14 до упора. При этом штифты 4 разворачиваются по углу и, перемещаясь по направлению оси направляющих отверстий 15, а защитный штифт 5, перемещаясь только по направлению оси направляющего отверстия 16, занимают положение, при котором их сквозное кодовое отверстие 26 и кольцевая канавка 30 соответственно располагаются напротив штырей 32 обеих шпонок 6 и 7. Затем матер-ключ 27 поворачивается на угол α + β по часовой стрелке до полного открытия замка. Границы поворота сердечника 2 при этом определяются по ощутимым щелчкам зубьев 33 обеих подпружиненных шпонок 6 и 7, взаимодействующих с наклонными краями фиксирующих и ограничительных пазов 9, 10 и 11, 12 корпуса 1. Предлагаемое техническое решение позволяет создавать различные варианты конструкции многофункционального замка, отличающееся ступенчатым поворотом сердечника 2 на углы α + β ≤ 180^°- α_t в любой комбинации α ≤ β и α ≥ β , где α - угол поворота сердечника 2 от первого ключа 24; β - угол поворота сердечника 2 от второго ключа 25; α_t - минимальный конструктивный угловой шаг фиксирующих продольных пазов 9 и 10 на внутренней поверхности корпуса 1.

Возможны варианты конструкции замка с углами поворота сердечника 2 при необходимости более чем на 180^o, например, при выполнении исполнительного рабочего органа 3 в виде зубчатого сектора или шестерни.

Замок содержит цилиндрический пустотелый корпус 1, имеющий на внутренней поверхности фиксирующие продольные пазы 9, установленный в нем поворотный сердечник 2 с исполнительным рабочим органом 3 и с размещенными в нем подпружиненными поворотными стопорными штифтами 4, и подпружиненные запорные шпонки 6 и 7, снабженные, с одной стороны, гребенкой, образованной штырями, а с другой стороны - продольным стопорным зубом 33. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнены ограничительные продольные пазы 11 с поперечным профилем в виде секторных карманов. В сердечнике также установлен защитный штифт, изготовленный из материала повышенной стойкости к механическим воздействиям, при этом он имеет конический рабочий конец и кольцевую канавку. Изобретение решает задачу расширения функциональных возможностей замка за счет повышения его надежности и секретности путем обеспечения возможности ступенчатой работы по меньшей мере от двух штатных ключей с разными кодовыми комбинациями, а также применения комбинированной защиты от силовых методов несанкционированного вскрытия. 3 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Многофункциональный замок повышенной надежности, содержащий цилиндрический пустотелый корпус, имеющий установленный в нем поворотный цилиндрический сердечник с замочной скважиной и закрепленным на нем исполнительным рабочим органом, содержащий подпружиненные поворотные стопорные штифты, установленные в направляющих отверстиях с ограничительными карманами, и установленные в сердечнике диаметрально противоположно друг другу две подпружиненные запорные шпонки, при этом штифты имеют клиновидные концы для взаимодействия с бородками ключа, кодовые элементы в виде выполненных глухими радиальных отверстий и снабжены ограничителями свободного разворота, размещенными в ограничительных карманах, каждая шпонка снабжена с одной стороны гребенкой, образованной штырями для взаимодействия со штифтами и их кодовыми отверстиями, при этом на внутренней поверхности корпуса выполнены ограничительные продольные пазы с поперечным профилем в виде секторных карманов с наклонными краями, кроме того, на корпусе соосно установлен контрольно-передаточный узел углового положения сердечника, отличающийся тем, что на внутренней поверхности корпуса выполнены по меньшей мере два фиксирующих продольных паза с наклонными краями, взаимосвязанные с ограничительными продольными пазами посредством шпонок с обеспечением возможности поворота с последующей фиксацией сердечника на необходимые углы при работе замка по меньшей мере от двух штатных разных ключей, отличающихся кодовыми комбинациями, при этом каждая шпонка с другой стороны снабжена продольным стопорным зубом для взаимодействия, в свою очередь, с фиксирующим продольным пазом корпуса. 2. Замок по п.1, отличающийся тем, что стопорные штифты попарно развернуты своими ограничителями навстречу друг другу, при этом последние размещены в общем ограничительном кармане, образованном кромками пересечения направляющих отверстий с радиальным глухим цилиндрическим отверстием, выполненным в середине перемычки между ними, причем его диаметр превышает размер перемычки. 3. Замок по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что по меньшей мере один из стопорных штифтов изготовлен из материала повышенной стойкости к механическим воздействиям и выполнен без ограничителя свободного разворота с коническим рабочим концом и кодовым элементом в виде кольцевой канавки для взаимодействия с одним из штырей шпоночной гребенки. 4. Замок по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в стопорных штифтах дополнительно выполнены сквозные радиальные кодовые отверстия с обеспечением возможности одновременной разблокировки обеих запорных шпонок при работе замка от мастер-ключа.