ЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1999 года по МПК E05B29/00 

Изобретение относится к запорному устройству, состоящему из ключа и цилиндрового замка с сердечником цилиндра, который может поворачиваться в корпусе, и имеет проходящий в осевом направлении канал для вставки ключа, причем ключ проходит через переключающие пластины, размещенные последовательно одна за другой в осевом направлении так, чтобы иметь возможность смещаться в сердечнике цилиндра, и устанавливает эти переключающие пластины в положении, при котором сердечник цилиндра может поворачиваться.

Известно множество запорных устройств такого типа. В частности, известно запорное устройство, в котором переключающие пластины подпружинены в направлении своего положения контакта и своими блокирующими концами входят в соответствующие продольные канавки корпуса цилиндра в положении, при котором ключ вынут. Путем вставки соответствующего ключа, который имеет ступеньки бородки ключа, выполненные в виде закрывающих желобков на его узких сторонах, переключающие пластины выставляются в сердечнике цилиндра за счет продольного смещения так, что блокирующие концы выходят из канавок в корпусе цилиндра. Затем с помощью ключа сердечник цилиндра можно повернуть.

Однако это устройство сложно в изготовлении и требует приложения значительного усилия при использовании.

Известно, кроме того, запорное устройство, состоящее из ключа и цилиндра замка с сердечником цилиндра, установленным с возможностью поворота в корпусе и имеющим проходящий в осевом направлении канал для ключа, причем ключ проходит сквозь переключающие пластины, имеющие широкие стороны, установленные последовательно одна за другой с возможностью смещения в сердечнике цилиндра и при взаимодействии со ступеньками бородки ключа, выполненными на стержне ключа, установки в положение, обеспечивающее возможность поворота сердечника цилиндра, для чего пластины выполнены с возможностью поворотного движения вокруг оси стержня ключа (DE, A, 382847).

Данное устройство также отличается сложностью конструкции, переключающие пластины, установленные одна за другой, имеют в этом устройстве возможность свободного движения, что затрудняет выставление их с помощью ключа в заданное положение. Кроме того, при вставлении ключа необходимо приложить значительное усилие для обеспечения перемещения переключающих пластин друг относительно друга.

В основу изобретения поставлена задача создать запорное устройство, которое не требовало бы приложения значительных усилий при манипулировании ключом и было бы при этом простым в изготовлении и надежным в эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что в запорном устройстве, состоящем из ключа и цилиндра замка с сердечником цилиндра, установленным с возможностью поворота в корпусе и имеющим проходящий в осевом направлении канал для ключа, причем ключ проходит сквозь переключающие пластины, имеющие широкие стороны, установленные последовательно одна за другой с возможностью смещения в сердечнике цилиндра и при взаимодействии со ступеньками бородки ключа, выполненными на стрежне ключа, установки в положение, обеспечивающее возможность поворота сердечника цилиндра, для чего пластины выполнены с возможностью поворотного движения вокруг оси стержня ключа, согласно изобретению, пределы углового смещения отдельных переключающих пластин ограничены упорами, а широкие стороны переключающих пластин отделены друг от друга в соседних пластинах шариками, причем шарики вставлены в пластинчатые сепараторы, установленные между каждой парой переключающих пластин и выступают за обе широкие стороны.

Запорное устройство, выполненное согласно изобретению отличается с одной стороны, простой конструкцией, а с другой стороны, обеспечивает усовершенствованный способ запирания. Переключающие пластины сконструированы в виде поворотных дисков, и путем вставки соответствующего ключа они устанавливаются в положении, которое допускает последующий поворот сердечника цилиндра. Обеспечивающая возможность поворота конструкция переключающих пластин приводит к низкому трению в опорах. Кроме того, переключающие пластины могут быть прочными по конструкции, так что большие усилия могут также восприниматься без повреждений. Более того, нет необходимости оснащать переключающие пластины пружинами сжатия, нагружающими их. Следовательно, такая конструкция запорного устройства оказывается более простой. Также не нужно преодолевать никаких создаваемых пружинами усилий при смещении ключа как при вставке, так и при удалении. И, наконец, упрощается изготовление, поскольку запорное устройство может быт полностью собрано при меньшем количестве деталей.

Особенно плавное запирание при небольших усилиях обеспечено тем, что между каждыми двумя переключающими пластинами предусмотрен пластинчатый сепаратор со вставленными шариками, выступающими по обе широкие стороны сепаратора. Шарики установлены в пластинчатых сепараторах так, что они выступают за широкие стороны сепараторов, но не выходят из них. Это оказалось особенно желательным при сборке цилиндра замка.

Благодаря тому, что пределы углового смещения отдельных переключающих пластин при повороте ограничены упорами, исключена возможность выхода переключающих пластин из своего функционального положения. Упоры гарантируют то, что переключающие пластины могут быть захвачены могут быть захвачены, а их положение может регулироваться ключом. Например, упоры могут быть образованы с помощью криволинейного паза, края которого образуют упоры вместе с упорной вставкой установленной в сердечнике цилиндра.

В предпочтительном варианте выполнения устройства каждая переключающая пластина имеет по меньшей мере одну выемку, выполненную на ее периферии так, что когда переключающие пластины выставлены, эти выемки образуют полость для входа блокирующей вставки,причем эта полость проходит параллельно блокирующей вставке так, что блокирующая вставка обеспечивает возможность поворота сердечника цилиндра. Когда переключающие пластины не выставлены с помощью ключа, блокирующая вставка заходит как в корпус цилиндра, так и в сердечник цилиндра и препятствует повороту сердечника цилиндра. Блокирующая вставка не может выскользнуть, поскольку периферийные выемки не образуют полости для входа блокирующей вставки. Блокирующая вставка может выскользнуть только тогда, когда переключающие пластины выставлены с помощью соответствующего ключа. Тогда расположенные последовательно выемки выравниваются и образуют непрерывную полость для входа блокирующей вставки, так что блокирующая вставка может выйти из корпуса цилиндра и вследствии захватывается при повороте сердечника цилиндра. Блокирующую вставку, в частности, рекомендуется изготавливать в виде стержня с круглым поперечным сечением; преимущество такой конструкции связано с небольшими затратами при изготовлении.

Признак, в соответствии с которым отверстие для вставки стержня ключа, выполненное в переключающей пластине, и поперечное сечение стержня ключа имеют, в основном, полукруглые базовые формы, а основание стержня ключа, образованное секущей плоскостью, является несущим элементом для ступенек бородки ключа, рационален с точки зрения изготовления и с точки зрения прочности. Этот признак оказался особенно рациональным при изготовлении ключа, поскольку в качестве основы для его производства можно использовать круглый профиль. Следовательно, стержень ключа также является чрезвычайно прочным. С другой стороны, отверстия для вставки стержня ключа могут быть получены, например, путем листовой штамповки.

Следует подчеркнуть, что стержень ключа, на поверхности противоположной основанию, имеет по меньшей мере одну продольную канавку для входа центрирующего выступа, выступающего в канал для ключа. При вставке ключа последний направляется с помощью центрирующего выступа. Следовательно, переключающие пластины соответствующим образом захватываются и точно выставляются. Таким образом, центрирующий выступ вместе с продольной канавкой обеспечивает сцепление между ключом и сердечником цилиндра при поворотном смещении сердечника.

Что касается конструкции ключа, то оказалось особенно желательным, что ступеньки бородки ключа образуют волнообразные профили, которые проходят по одному продольному краю основания иначе, чем по другому продольному краю основания. Волнообразные профили образованы за счет разного угла наклона относительно основания стрежня ключа, образованного секущей плоскостью.

Волнообразные профили выполнены так, что выступы являются наименьшими на продольной оси основания. Чтобы обеспечить возможность вставки и удаления ключа, несмотря на расположенные рядом друг с другом ступеньки бородки ключа, которые наклонены друг относительно друга под разным углом, вершины волнообразных профилей, ступенек бородки ключа расположены в шахматном порядке на одном продольном краю основания относительно другого продольного края основания, и волнообразные выступы опускаются и поднимаются поперек продольного направления ключа к соответствующему противоположному продольному краю основания. Таким образом между соседними ступеньками бородки ключа образуются проходящие наклонно промежуточные зоны, так что ключ можно протолкнуть от одной ступеньки бородки ключа до другой, причем каждая из переключающих пластин при этом поворачивается на определенную величину.

В завершение, в соответствии со следующим предпочтительным признаком, канал для ключа выполнен с полукруглым поперечным сечением, и секущая плоскость отверстия для входа стержня ключа пересекает поперечное сечение канала для ключа.

С одной стороны, стержень ключа направляется оптимальным образом в канале для ключа. С другой стороны, обеспечивается то, что стержень ключа проходит в зону секущих линий отверстий для входа стержня ключа заданным образом с тем, чтобы управлять переключающими пластинами. Когда ключ удален, все секущие линии переключающих пластин выровнены друг относительно друга. Нельзя увидеть снаружи, как нужно повернуть переключающие пластины, чтобы обеспечить возможность открытия. Эта мера оказалась особенно эффективной с точки зрения предотвращения разглядывания.

Ниже показан вариант исполнения изобретения со ссылками на графические материалы, на которых:
фиг. 1 изображает запорное устройство, состоящее из цилиндра замка и ключа;
фиг.2 - подробное увеличенное изображение стержня ключа;
фиг. 3 - вид сверху на стержень ключа, имеющий ступеньки бородки ключа;
фиг. 4 - продольное сечение, также увеличенное, цилиндра замка при удаленном ключе;
фиг. 5 - разрез вдоль линии V-V на фиг. 4;
фиг. 6 - то же, что и на фиг. 4, но при вставленном ключе;
фиг. 7 - разрез вдоль линии VII-VII на фиг. 6;
фиг. 8 - разрез вдоль линии VIII-VIII на фиг. 6;
фиг. 9 - разрез вдоль линии IX-IX на фиг. 6;
фиг. 10 - подробное изображение пластинчатого сепаратора шариков;
фиг. 11 - сечение пластинчатого сепаратора шариков;
фиг. 12 - сильно увеличенное сечение пластинчатого сепаратора шариков в зоне расположения вставленного шарика;
фиг. 13 - в перспективе стержень ключа с образованными на нем ступеньками бородки ключа.

Показанное запорное устройство состоит из цилиндра 1 замка и соответствующего ключа 2. Цилиндр 1 замка имеет корпус 3 цилиндра, который имеет кольцевое поперечное сечение и служит опорой сердечнику 5 цилиндра, имеющему соответствующий диаметр и возможность поворачиваться в центральном отверстии 4 корпуса. Головка 5' сердечника 5 цилиндра со стороны вставки ключа имеет больший диаметр и входит частично в ступенчатое отверстие 4', примыкающее к отверстию 4 корпуса. Таким образом, сердечник 5 цилиндра зафиксирован от осевого смещения в одном направлении. Непоказанное пружинное упорное кольцо, охватывающее внутренний конец сердечника цилиндра, например, обеспечивает фиксацию от смещения в другом направлении.

Отверстие 6, которое заканчивается непосредственно перед ступенчатым отверстием 4', когда сердечник цилиндра вставлен, начинается от внутреннего конца сердечника 5 цилиндра. Отверстие 6 служит для размещения переключающих пластин 7, которые установлены последовательно одна за другой в осевом направлении сердечника 5 цилиндра и выполнены в виде имеющих возможность поворота дисков. Широкие стороны переключающих пластин выставлены друг относительно друга с помощью шариков. Это выполнено таким образом, что пластинчатый сепаратор 8 со вставленными шариками 9, выступающими за обе широкие стороны, установлен между каждыми двумя переключающими пластинами 7. На фиг. 10 - 12 показано подробное изображение пластинчатых сепараторов 8.

Пластинчатые сепараторы 8 имеют кольцеобразную конструкцию. На кольце имеются четыре опорных выступа 10, распределенных равномерно по окружности. Наружные края каждых двух противолежащих опорных выступов 10, проходящие концентрично относительно оси, скользят по внутренней стенке отверстия 6 сердечника 5 цилиндра. Между выступами 10 имеются участки 11 с меньшим диаметром, ограниченные снаружи дугами. Каждый пластинчатый сепаратор 8 имеет центральное сквозное отверстие 12 для стержня 13 ключа 2. В зоне выступов 10 на каждом пластинчатом сепараторе 8 выполнены венцеобразующие утолщенные зоны 14, выступающие за обе широкие стороны. Отверстие 15 сепаратора для приема соответствующего шарика 9 расположено в зоне двух утолщенных участков 14, противолежащих друг другу на одной и той же оси. Отверстие 15 сепаратора имеют уменьшающиеся поперечные сечения в направлении к широким сторонам, чем обеспечивается возможность смещения шариков на определенную величину в продольном направлении сердечника 5 цилиндра. Однако шарики 9 не могут выпасть из отверстий 15 сепаратора.

От головки 5' сердечника 5 цилиндра начинается канал 16 для ключа, имеющий круговое поперечное сечение. Диаметр канала 16 для ключа соответствует стержню 13 ключа. Центрирующий выступ 17 сердечника 5 цилиндра заходит в свободное поперечное сечение канала 16 для ключа, а в стержне 13 ключа выполнена продольная канавка 18 для центрирующего выступа 17. Опорный выступ 19 проходит напротив центрирующего выступа 17. Опорный выступ 19 несколько шире по размеру, чем центрирующий выступ 17, так что ключ может быть вставлен в канал 16 для ключа только в одном положении. Стержень ключа имеет поперечное сечение, в основном, полукруглой базовой формы. В приведенном примере исполнения поперечное сечение несколько больше, чем полукруглое поперечное сечение. Опорный выступ 19 действует совместно с образованным секущей плоскостью основанием 20 как упор для вставленного ключа.

Пределы углового смещения отдельных переключающих пластин 7 при повороте ограничены упорами 21, 22. Упоры 21, 22 образованы концами расположенного на краю пластины криволинейного паза 23. Упорная вставка 24 входит в криволинейный паз 23. Упорная вставка 24 удерживается с помощью продольного отверстия 25, проходящего в стенке сердечника 5 цилиндра. Продольное отверстие 25 проходит через зону размещения переключающих пластин 7. Внутренняя стенка отверстия 4 корпуса препятствует смещению упорной вставки 24 в радиальном направлении наружу. Упорная вставка 24 также не может быть радиально смещена в другом направлении из-за дна криволинейных пазов 23, см., в особенности, фиг. 5. Кроме того, продольное отверстие 25 и упорная вставка, вставленная в него, проходят через продольную плоскость сердечника 5 цилиндра, проходящую через центрирующий выступ 17 и опорный выступ 19. В приведенном варианте исполнения каждая переключающая пластина 7 (фиг. 7) имеет три выемки 26, 27, 28, которые выполнены по периферии и, как описано ниже, взаимодействуют с блокирующими вставками 29, 30, 31, размещенными в них. Когда ключ 2 вынут, ср. , в частности, фиг. 5, блокирующие вставки от 29 до 31 частью своей периферии располагаются в продольно направленных канавках 32, 33, 34 в корпусе 3 цилиндра. Остальной частью своей периферии блокирующие вставки 29, 30, 31 входят в продольные ниши 35, 36, 37 в сердечнике 5 цилиндра или в его стенке. Когда ключ вынут, переключающие пластины 7 действуют как упор против смещения блокирующих вставок 29, 30, 31 радиально внутрь. Следовательно, сердечник 5 цилиндра не может быть повернут в отверстии 4 корпуса.

Как показано на фиг. 5, как продольные отверстия 25, так и продольные ниши 35, 36, 37 распределены по сердечнику 5 цилиндра и расположены под углами друг относительно друга. Упор 21 переключающей пластины 7 также опирается на упорную вставку 24, когда ключ 2 вынут.

Следовательно, блокирующие вставки 29, 30, 31 могут иметь разную длину. Каждая блокирующая вставка может быть составлена из двух последовательно расположенных элементов блокирующей вставки, как показано, в частности, на фиг. 4 и 6. Блокирующие вставки со смежными углами поворота также могут перекрывать друг друга.

Центральное отверстие 38 для входа стержня ключа имеется в каждой переключающей пластине 7. Это отверстие 38 также имеет, в основном, полукруглую базовую форму с секущей плоскостью 39, соответствующую поперечному сечению стержня 13 ключа. Секущая плоскость 39 взаимодействует со ступеньками 40 бородки ключа. Отдельные переключающие пластины 7 отличаются друг от друга тем, что секущие плоскости 39 сориентированы под резными углами поворота относительно выемок 26, 27, 28. С учетом этого ступеньки 40 бородки ключа также образуют волнообразные контуры L₁ и L₂. Волнообразный контур L₁ проходит относительно продольного края K₁ основания, обращенного к нему, иначе, чем волнообразный контур L₂, расположенный вдоль другого продольного крапя K₂ основания. Выступы волнообразного контура, расположенные на продольной оси основания 20, имеют наименьшую величину.

На фиг. 2 и 13 также четко показано, что вершины S₁ волнообразных контуров L₁ ступенек бородки ключа на одном продольном краю K₁ основания расположены в шахматном порядке относительно вершин S₂ другого продольного края K₂ основания. Выступы волнообразных контуров, проходящие поперек продольного направления ключа, могут опускаться или подниматься в направлении противоположных друг другу продольных краев основания. Следовательно, управляющие наклонные участки 41, которые обеспечивают возможность вставки и удаления ключа, образуются между отдельными ступеньками 40 бородки ключа, даже если они должны проходить в противоположных направлениях.

Узел, состоящий из переключающих пластин 7 пластинчатых сепараторов 8, фиксируется от осевого смещения в сердечнике 5 цилиндра в задней части с помощью диска 42, опирающегося на фиксирующее кольцо 43. Фиксирующее кольцо 43 установлено в кольцевой канавке 44 в отверстии 6.

Устройство функционирует следующим образом.

Когда ключ 2 вынут, секущая плоскость 39 сквозного отверстия 38 для стержня ключа пересекает поперечное сечение канала 16 для ключа, более точно - под заранее определенным углом, как уже было упомянуто. Базовые плоскости 39 всех переключающих пластин 7, образованные секущей плоскостью, после этого выравниваются друг относительно друга. Если соответствующий ключ 2 теперь вставляют в канал 16 для ключа, переключающие пластины 7 поворачиваются под воздействием ступенек 40 бородки ключа и управляющих наклонных участков 41, проходящих между ними. Вставка ключа 2 упрощается за счет образующего тупой угол участка DF в виде двускатной крыши в зоне перед первыми двумя ступеньками 40 бородки ключа. На фиг. 6 показан ключ в полностью вставленном положении. Все переключающие пластины, ср. фиг. 7, 8 и 9, следовательно, уже повернуты таким образом, что выемки 26, 27, 28 выровнены относительно блокирующих вставок 29, 30, 31 и образуют полости для входа проходящие параллельно блокирующим вставкам. Во время последующего закрывающего поворота блокирующие вставки 29, 30, 31 управляемо смещаются внутрь в радиальном направлении, затем они попадают в выемки 26, 27, 28 и больше не вдаются в стенку сердечника. Следовательно, возможен свободный поворот сердечника 5 цилиндра с помощью ключа.

После выполнения операции закрывания ключ 2 можно вынуть, когда сердечник 5 цилиндра повернут в исходное положение. Соответствующее положение может быть сделано распознаваемым, например, с помощью защелки. Также возможен оптический дисплей. Во время удаления ключа 2 переключающие пластины 7 поворачиваются с помощью ступенек 40 бородки ключа и управляющих наклонных участков 41 так, что они возвращаются в положение, соответствующее фиг. 5, в котором все секущие плоскости 39 всех переключающих пластин 7 выровнены друг относительно друга. Альтернативно, можно было бы разместить управляющие наклонные участки на переключающих пластинах. В случае, если это применимо, возможно, следовательно, осуществлять управление с помощью ключа, ступеньки бородки которого не соединены управляющими наклонными участками.

Признаки изобретения, раскрытые в вышеизложенном описании, графических материалах и в формуле изобретения, могут быть существенными для реализации изобретения как по отдельности, так и в любом сочетании.

Запорное устройство просто в изготовлении, надежно в эксплуатации, не требует больших усилий при манипулировании ключом и состоит из ключа и цилиндра замка с сердечником цилиндра, установленным с возможностью поворота в корпусе и имеющим проходящий в осевом направлении канал для ключа, причем ключ проходит сквозь переключающие пластины, имеющие широкие стороны, установленные последовательно одна за другой с возможностью смещения в сердечнике цилиндра и при взаимодействии со ступеньками бородки ключа, выполненными на стержне ключа, установки в положение, обеспечивающее возможность поворота сердечника цилиндра, для чего пластины выполнены с возможностью поворотного движения вокруг оси стержня ключа. Пределы углового смещения отдельных переключающих пластин ограничены упорами, а широкие стороны переключающих пластин отделены друг от друга шариками, причем шарики вставлены в пластинчатые сепараторы, установленные между каждой парой переключающих пластин и выступают за обе широкие стороны. 7 з.п.ф-лы, 13 ил.

1. Запорное устройство, состоящее из ключа и цилиндра замка с сердечником цилиндра, установленным с возможностью поворота в корпусе и имеющим проходящий в осевом направлении канал для ключа, причем ключ проходит сквозь переключающие пластины, имеющие широкие стороны, установленные последовательно одна за другой с возможностью смещения в сердечнике цилиндра и при взаимодействии со ступеньками бородки ключа, выполненными на стержне ключа, установки в положение, обеспечивающее возможность поворота сердечника цилиндра, для чего пластины выполнены с возможностью поворотного движения вокруг оси стержня ключа, отличающееся тем, что пределы углового смещения отдельных переключающих пластин ограничены упорами, а широкие стороны переключающих пластин отделены друг от друга шариками, причем шарики вставлены в пластинчатые сепараторы, установленные между каждой парой переключающих пластин, и выступают за обе широкие стороны. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая переключающая пластина имеет по меньшей мере одну выемку, выполненную на ее периферии так, что в случае, когда переключающие пластины выставлены, эти выемки образуют полость для входа блокирующей вставки, причем эта полость для входа проходит параллельно блокирующей вставке так, что блокирующая вставка обеспечивает возможность поворота сердечника цилиндра. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что отверстие для входа стержня ключа, выполненное в каждой переключающей пластине, и поперечное сечение стержня ключа имеют в основном полукруглые базовые формы, а образованное секущей плоскостью основание стержня ключа является несущим элементом для ступенек бородки ключа. 4. Устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что на поверхности стержня ключа, противоположной основанию, имеется по меньшей мере одна продольная канавка для входа центрирующего выступа, выступающего в канал для ключа. 5. Устройство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что ступеньки бородки ключа образуют волнообразные профили, которые проходят по одному продольному краю основания иначе, чем по другому продольному краю основания. 6. Устройство по любому из пп. 1 - 5, отличающееся тем, что выступы волнообразного профиля ключа имеют наименьшей размер на продольной оси основания. 7. Устройство по любому из пп. 1 - 6, отличающееся тем, что вершины волнообразных профилей ступенек бородки ключа расположены на продольном краю основания в шахматном порядке относительно вершин на другом продольном краю основания, а волнообразные выступы опускаются и поднимаются в направлении соответствующего противоположного края основания поперек продольного направления ключа. 8. Устройство по любому из пп.1 - 7, отличающееся тем, что канал для ключа имеет полукруглое поперечное сечение и секущая плоскость сквозного отверстия для стержня ключа пересекает поперечное сечение каналы для ключа.