СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ ЦИЛИНДРОВОГО МЕХАНИЗМА ЗАМКА И ЦИЛИНДРОВЫЙ МЕХАНИЗМ ЗАМКА Российский патент 1998 года по МПК E05B29/00 

Изобретение относится к запирающим устройствам и может быть использовано в замках для защиты различных объектов.

Известен способ кодирования и декодирования цилиндрового механизма замка, влючающего корпус, цилиндр, подвижные и неподвижные кольца и задержки, заключающийся в том, что для кодирования цилиндр размещают в корпусе с возможностью его поворота вокруг оси и упора его торца в корпус, подвижные и неподвижные кольца размещают вокруг цилиндра, а задержки размещают между корпусом и цилиндром с возможностью затормаживания цилиндра от его поворота путем последовательного упора цилиндра в задержки и в корпус, при этом декодирование производят путем одновременного поворота цилиндра, задержек и подвижных колец.

Известен способ кодирования и декодирования, реализованный в цилиндровом механизме замка (патент Великобритании 2277772 А, 09.11.94)
Известный способ кодирования цилиндрового механизма замка, а также реализующий его известный цилиндровый механизм замка приняты ближайшими аналогами предложенного изобретения.

Изобретение направлено на упрощение способа кодирования и реализующего его устройства, а также на повышение надежности работы и введение дополнительных защитных функций, выполняемых путем выдачи тревожного сигнала при попытке поворота цилиндра или его механического разрушения.

Согласно изобретению способ кодирования цилиндрового механизма замка, включающего корпус, цилиндр и кольцо, заключается в том, что цилиндр размещают в корпусе с возможностью его поворота вокруг оси, а кольцо размещают вокруг цилиндра с возможностью затормаживания цилиндра от его поворота и последующего декодирования цилиндрового механизма замка. Кольцо прижимают к корпусу и сочленяют с цилиндром посредством винтовой резьбы, при этом выполняют условие, согласно которому сила трения покоя между кольцом и корпусом больше силы трения покоя между витками винтовой резьбы цилиндра и кольца.

Размещение цилиндра в корпусе выполняют с возможностью продольного перемещения цилиндра при воздействии на него вращающего момента или посторонней силы.

Цилиндровый механизм замка содержит корпус, установленный в корпусе цилиндр, имеющий канал для ключа и фланец, в котором выполнена прорезь для ключа, размещенные вокруг цилиндра кольца и ключ в виде пластины с выступами. Кольца, установленные на цилиндре, выполнены подвижными и неподвижными, на подвижных кольцах и цилиндре нарезана винтовая резьба, а подвижные кольца навинчены на цилиндр, при этом в кольцах выполнены радиальные вырезы, а поверхности подвижных колец контактируют с поверхностью корпуса.

Подвижные кольца навинчены на цилиндр с прижатием к неподвижным кольцам.

Радиальные вырезы в подвижных кольцах выполнены сплошными на всю ширину кольца, а сами подвижные кольца подпружинены в радиальном направлении.

В неподвижных кольцах радиальные вырезы выполнены сплошными на всю ширину кольца, а торцы колец в местах вырезов смещены между собой в аксиальном направлении.

При правосторонней винтовой резьбе между фланцем и корпусом оставлен воздушный зазор для возможности аксиального перемещения цилиндра на величину этого зазора при приложении к цилиндру вращающего момента или посторонней силы.

Вокруг цилиндра размещена пружина с возможностью ее сжатия при перемещении цилиндра в аксиальном направлении.

На фиг. 1 приведен цилиндровый механизм замка, вид спереди; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг.5 - ключ к цилиндровому механизму замка; на фиг.6 показан схематически цилиндр с нарезанной на его поверхности винтовой резьбой, который поясняет сущность изобретения; на фиг.7 - один из вариантов неподвижных колец.

В корпусе 1 размещен цилиндр 2 с каналом 3 для ключа и с фланцем 9. Вокруг цилиндра размещены подвижные кольца 4 и неподвижные кольца 5; вращение неподвижных колец заторможено посредством выступов 6, входящих в продольную канавку 7 корпуса и контактирующих с корпусом. На поверхности цилиндра, а также на внутренних торцах подвижных колец навинчена винтовая резьба, благодаря чему цилиндр выполняет роль болта с навинченными на него подвижными кольцами. В неподвижных кольцах резьба отсутствует, благодаря чему они могут перемещаться вдоль цилиндра. Во всех кольцах 4 и 5 и в фланце 9 цилиндра напротив канала 3 выполнены совпадающие с ним радиальные вырезы 8. Подвижные 4 и неподвижные 5 кольца могут располагаться рядом одно с другим по длине цилиндра и контактировать между собой своими боковыми поверхностями; кроме того, кольца 4 могут размещаться внутри колец 5 и контактировать с ними своими торцовыми поверхностями, при этом толщина а колец 4, а также толщина колец 5 являются переменными величинами, определяющими код замка. Все подвижные кольца контактируют с корпусом, причем этот контакт может осуществляться несколькими путями, в частности:
а) путем контакта в аксиальном направлении боковых поверхностей подвижных колец между собой и с поверхностями неподвижных колец, которые, в свою очередь, своими выступами 6 контактируют с корпусом; такой контакт может быть получен двумя путями:
- путем навинчивания колец 4 на цилиндр до получения требуемой силы их прижатия F_пр к соседним кольцам с одновременным совпадением радиальных вырезов 8 с каналом 3 для ключа;
- путем подпружинивания навинченных на цилиндр подвижных колец в аксиальном направлении; это можно сделать, если неподвижные кольца 5 выполнить в виде одновитковой спиральной пружины с одним плошным радиальным вырезом 16, в котором торцы 17 кольца размещены в различных плоскостях, по существу это шайба Гровера в чистом виде, см. фиг.7;
б) путем подпружинивания в радиальном направлении навинченных на цилиндр подвижных колец 4, которые благодаря материалу колец (например, сталь) и наличия в них сплошного радиального выреза 8 обладают упругими свойствами в радиальном направлении.

10 - пружинящая шайба, выполняющая роль второго фланца цилиндра, 11 - съемная пластина корпуса. Пружина 12 размещена вокруг цилиндра, контактирует с корпусом и крайним кольцом и работает на сжатие. Между корпусом и торцом цилиндра оставлен воздушный зазор. Если замок открывается при правом повороте его цилиндра и резьба выполнена правосторонней, то оставляют зазор 14 между корпусом и фланцем 9, если резьба выполнена левосторонней, то аналогичный зазор оставляют между корпусом и шайбой 10 . Пластинчатый ключ имеет выступы 13, высота которых зависит от кода данного подвижного кольца и которые при введении ключа в канал 3 размещаются в соответствии с кодом замка в вырезах 8 напротив торцов соответствующих подвижных колец.

Напротив неподвижных колец выступы 13 отсутствуют.

Рассмотрим взаимодействие цилиндра (болта ) 2, подвижных колец (гаек) 4, неподвижных колец 5 и корпуса при повороте цилиндра, на котором нарезана винтовая резьба в виде косых линий 15. При повороте цилиндра его резьба 15 упирается в резьбу колец 4 в направлении, перпендикулярном плоскости нарезки с силой F, которая разлагается на две составляющие: на силу F₁, стремящуюся переместить цилиндр вдоль его оси, и силу F₂, направленную по касательной к окружности цилиндра и стремящуюся повернуть каждое из колец 4. Как известно, состояние покоя двух сопрягаемых между собой поверхностей определяется силой трения покоя между этими поверхностями - силой F_тр.п. Поэтому, для того чтобы не допустить поворота колец 4 вместе с поворотом цилиндра, необходимо, чтобы сила F₂, стремящаяся повернуть кольца 4, была бы меньше силы трения покоя между сопрягаемыми между собой поверхностями каждого из подвижных колец с другими кольцами и/или с корпусом, а именно: необходимо выполнение неравенства: F₂•f₁< F_тр.п - в общем случае, где f₁ - коэффициент трения между витками резьбы цилиндра и подвижного кольца.

В конкретных случаях для поверхностей, сопрягаемых в аксиальном направлении, F_тр.п = f•F_пр.акс.

Для поверхностей, сопрягаемых в радиальном направлении, F_тр.п = f•F_пр.рад , где f - коэффициент трения между сопрягаемыми поверхностями, F_пр.акс и F_пр.рад - силы прижатия подвижных колец к неподвижным кольцам и к корпусу, соответственно в аксиальном и в радиальном направлении, откуда условия работоспособности цилиндрового механизма замка принимают вид:
- при аксиальном контакте F₂•f₁<f•F_пр.акс,
- при радиальном контакте F₂•f₁<f•F_пр.рад
В соответствии с приведенным выше предлагаемый способ кодирования цилиндрового механизма замка, включающего в себя корпус, цилиндр, подвижные и неподвижные кольца, включает в себя выполнение следующих операций:
цилиндр размещают в корпусе с возможностью его поворота вокруг оси и упора его торца в корпус;
подвижные и неподвижные кольца размещают вокруг цилиндра;
подвижные кольца прижимают к корпусу с силой F_пр либо путем непосредственного их прижатия, либо путем косвенного прижатия через неподвижные кольца.

Подвижные кольца сочленяют с цилиндром с возможностью скольжения цилиндра и подвижных колец под углом к оси цилиндра, не равным 90^o, под действием вращающего момента, приложенного к цилиндру, и с возможностью преобразования этого вращающего момента в силу, имеющую составляющие F₁ и F₂, направленные соответственно вдоль оси цилиндра и по касательной к окружности цилиндра, при этом выполняют неравенство: F₂•f₁<f•F_пр, где f - коэффициент трения между сопрягаемыми между собой поверхностями подвижных колец и корпуса. При выполнении этого неравенства под действием приложенного к цилиндру вращающего момента производят декодирование цилиндрового механизма замка, для чего цилиндр и все подвижные кольца поворачивают на угол, необходимый для открывания замка. При выполнении этого неравенства или при повороте не всех подвижных колец цилиндр под действием силы F₁ прижимается к корпусу в аксиальном направлении, в результате чего поворот цилиндра не состоится (цилиндр затормаживается).

В исходном положении замок закрыт. Для открывания замка ключ вводят в канал 3 до упора, благодаря чему каждый из его выступов 13 занимает в вырезах 8 место напротив торца подвижного кольца 4 в соответствии с кодом замка. При повороте ключа одновременно с ним поворачивается цилиндр, с которым связан ригель замка, и все подвижные кольца 4, благодаря чему резьбовое сочленение цилиндра с подвижными кольцами не работает, цилиндр с кольцами 4 поворачивается на требуемый угол и замок открывается. При обратном повороте ключа вместе с цилиндром поворачиваются в обратном направлении все кольца 4, замок закрывается, а его механизм приходит в исходное положение, после чего ключ вынимают из канала 3.

Предлагаемое изобретение дает возможность изготовления цилиндровых механизмов замка, обладающих следующими положительными качествами, отличающими их от прототипа и от других известных замков:
- минимальное количество одноименных деталей,
- отсутствие деталей, выход из строя которых наиболее вероятен, например, пружин, различных рычагов или других взаимодействующих между собой кинематических связей,
минимальное количество наиболее дорогостоящих токарных работ, так как корпус может быть изготовлен методом литья под давлением, а кольца - путем штамповки,
- большая секретность: при числе колец порядка 8-12, размещенных по длине цилиндра, можно получить один миллион кодов и больше при приемлемых габаритах. При таком количестве кодов открыть замок отмычкой невозможно, тем более что при введении ключа в цилиндр не производится никаких перемещений деталей замка, при наличии которых по щелчкам можно подобрать отмычку,
- возможность смены кода замка. Для этого замок продают с несколькими комплектами разнокодовых ключей и инструкций по смене кода; для смены кода удаляют шайбу 10, после чего вынимают из корпуса цилиндр с кольцами и производят необходимую перестановку колец, после чего цилиндр и шайбу 10 ставят на место,
- наличие защиты от силового поворота цилиндра с целью сорвать резьбу и открыть замок; в этом случае цилиндр работает как болт, при вворачивании которого в подвижные кольца по часовой стрелке (при правосторонней резьбе) цилиндр перемещается вдоль оси на величину зазора 14 и упирается своими фланцем 9 в корпус, после чего поворот и перемещение цилиндра прекращается. В этом случае должно выполняться условие, заключающееся в том, что угол поворота цилиндра при его перемещении на величину зазора 14 должен быть меньше угла поворота цилиндра, необходимого для открывания замка (для перемещения ригеля замка). Факт перемещения цилиндра в аксиальном направлении является тревожным сигналом о попытке проникновения в охраняемое помещение посторонних лиц. Механическое перемещение цилиндра может быть преобразовано в любой другой вид тревожного сигнала,
- наличие защиты от разрушения цилиндра, например, путем его высверливания или силового выбивания внутрь помещения. В этом случае при нажатии на цилиндр преодолевается сопротивление пружины 12, пружина сжимается и цилиндр вместе со всеми кольцами 4 и 5 перемещается вперед до упора с одновременным срабатыванием тревожной сигнализации.

Предложен способ кодирования цилиндрового механизма замка, включающего корпус, цилиндр и кольцо, позволяющий повысить надежность работы замка, который заключается в том, что цилиндр размещают в корпусе с возможностью его поворота вокруг оси, а кольцо размещают вокруг цилиндра с возможностью затормаживания цилиндра от его поворота и последующего декодирования цилиндрового механизма замка. Кольцо прижимают к корпусу и сочленяют с цилиндром посредством винтовой резьбы, при этом выполняют условие, согласно которому сила трения покоя между кольцом и корпусом больше силы трения покоя между витками винтовой резьбы цилиндра и кольца. Предложен замок реализующий данный способ. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Способ кодирования цилиндрового механизма замка, включающего в себя корпус, цилиндр и кольцо, заключающийся в том, что цилиндр размещают в корпусе с возможностью его поворота вокруг оси, а кольцо размещают вокруг цилиндра с возможностью затормаживания цилиндра от его поворота и последующего декодирования цилиндрового механизма замка, отличающийся тем, что кольцо прижимают к корпусу и сочленяют с цилиндром посредством винтовой резьбы, при этом выполняют условие, согласно которому сила трения покоя между кольцом и корпусом больше силы трения покоя между витками винтовой резьбы цилиндра и кольца. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что размещение цилиндра в корпусе выполняют с возможностью продольного перемещения цилиндра при воздействии на него вращающего момента или посторонней силы. 3. Цилиндровый механизм замка, содержащий корпус, установленный в корпусе цилиндр, имеющий канал для ключа и фланец, в котором выполнена прорезь для ключа, размещенные вокруг цилиндра кольца и ключ в виде пластины с выступами, отличающийся тем, что кольца, установленные на цилиндре, выполнены подвижными и неподвижными, на подвижных кольцах и цилиндре нарезана винтовая резьба и подвижные кольца навинчены на цилиндр, при этом в кольцах выполнены радиальные вырезы, а поверхности подвижных колец контактируют с поверхностью корпуса. 4. Механизм по п.3, отличающийся тем, что подвижные кольца навинчены на цилиндр с прижатием к неподвижным кольцам. 5. Механизм по п.3, отличающийся тем, что радиальные вырезы в подвижных кольцах выполнены сплошными на всю ширину кольца, а сами подвижные кольца подпружинены в радиальном направлении. 6. Механизм по п.3, отличающийся тем, что в неподвижных кольцах радиальные вырезы выполнены сплошными на всю ширину кольца, а торцы колец в местах вырезов смещены между собой в аксиальном направлении. 7. Механизм по п.3, отличающийся тем, что при правосторонней винтовой резьбе между фланцем и корпусом оставлен воздушный зазор для возможности аксиального перемещения цилиндра на величину этого зазора при приложении к цилиндру вращающего момента или посторонней силы. 8. Механизм по пп.3 и 7, отличающийся тем, что вокруг цилиндра размещена пружина с возможностью ее сжатия при перемещении цилиндра в аксиальном направлении.