ЦИЛИНДРОВЫЙ МЕХАНИЗМ СЕКРЕТНОСТИ ЗАМКА С КЛЮЧОМ Российский патент 1999 года по МПК E05B27/06 

Изобретение относится к запирающим устройствам и может быть использовано в замках различных конструкций.

Известен цилиндровый механизм секретности замка с ключом (RU 2019657 C1, 15.09.94), содержащий корпус и кинематически связанную с засовом замка поворотную втулку с выполненным в ней и в корпусе соосными радиальными отверстиями, заполненными двумя наборами подпружиненных элементов - первым, обеспечивающим стопорение поворотной втулки при любом вставленном ключе, код которого не соответствует коду механизма, и вторым, обеспечивающим стопорение поворотной втулки при вынутом ключе. Выполненные в корпусе и в поворотной втулке и заполненные первым набором подпружиненных элементов радиальные отверстия соосны отверстиям, выполненным в ключе в соответствии с кодом механизма. Наборы подпружиненных элементов состоят из опорных элементов, выполненных в виде шариков, и из толкающих и запирающих элементов. В качестве запирающих элементов использованы цугалики, а опорные элементы непосредственно или через толкающие элементы - шарики находятся в контакте с цугаликами.

Недостатком этого механизма является необходимость приложения достаточно больших усилий на ввод ключа в механизм секретности, а главное, на вывод его оттуда из-за трения между опорными шариками и стенками отверстий, относительно которых они перемещаются, возникающего в результате взаимодействия ключа с этими шариками.

Целью данного изобретения является уменьшение усилий, требующихся на ввод ключа в механизм секретности и вывод его оттуда.

Поставленная цель достигается тем, что в цилиндровом механизме секретности замка с ключом, состоящего из корпуса и кинематически связанной с засовом замка поворотной втулки с выполненными в ней и в корпусе соосными радиальными отверстиями, заполненными двумя наборами подпружиненных элементов, - первым, обеспечивающим стопорение поворотной втулки при любом вставленном ключе, код которого не соответствует коду механизма, и вторым, обеспечивающим стопорение поворотной втулки при вынутом ключе, и тем, что выполненные в корпусе и в поворотной втулке и заполненные первым набором подпружиненных элементов радиальные отверстия соосны отверстиям, выполненным в ключе в соответствии с кодом механизма, при этом наборы подпружиненных элементов состоят из опорных элементов - шариков и из толкающих и запирающих элементов, и тем, что в качестве запирающих элементов использованы цугалики, а опорные элементы - шарики непосредственно или через толкающие элементы - шарики находятся в контакте с цугаликами, а также, что отличает данное изобретение, тем, что отверстия в ключе выполнены коническими с углом наклона конуса, обеспечивающим при вводе ключа в механизм секретности и выводе его оттуда вращение опорных шариков, то есть обеспечивающим выполнение условия, полученного из уравнения равновесия для невращающегося шарика
П • к < Т,
где П - усилие пружины, Н;
к - коэффициент трения в месте касания с торцом цугалика опорного шарика или находящегося в контакте с ним толкающего шарика;
Т - усилие в этой же точке, Н.

Данное изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан цилиндровый механизм секретности с вставленным ключом; на фиг. 2 показан тот же механизм, но при вынутом ключе; на фиг. 3 показаны усилия, действующие на опорный шарик.

Цилиндровый механизм секретности замка с ключом (фиг. 1) содержит корпус 1, в центральном отверстии которого расположена поворотная втулка 2. В корпусе и в поворотной втулке выполнены соосные радиальные отверстия, заполненные двумя наборами подпружиненных элементов - первым, обеспечивающим стопорение поворотной втулки при любом вставленном ключе, код которого не соответствует коду механизма , и вторым, обеспечивающим стопорение поворотной втулки 2 при вынутом ключе. Соосные отверстия, выполненные в корпусе и в поворотной втулке для первого набора подпружиненных элементов, соосны коническим отверстиям, выполненным в ключе 3. В качестве опорных элементов в обоих наборах использованы шарики 4, а в качестве запирающих - цугалики 5. Шарики 6 являются толкающими элементами.

Если цилиндровый механизм предназначен для трубчатого ключа, то в его конструкции имеется центральный стержень 7, который образует круговую щель 8 (фиг. 2) для ключа.

Работает предложенный механизм следующим образом.

При вставленном ключе 3 (фиг. 1), код которого соответствует коду механизма, запирающие элементы 5 не препятствуют вращению поворотной втулки 2 относительно корпуса 1. При вынутом ключе (фиг. 2) элементы, входящие в состав первого набора, не меняют своего положения относительно корпуса 1, поворотной втулки 2 и центрального стержня 7. А элементы, входящие в состав второго набора, изменяют свое положение, причем опорный шарик 4 касается центрального стержня 7, а цугалик 5 занимает положение, в котором он не позволяет поворотной втулке 2 поворачиваться относительно корпуса 1. Следовательно, при вынутом ключе повернуть поворотную втулку 2 относительно корпуса 1 нельзя.

Схема усилий, действующих на опорный шарик 4, представлена на фиг. 3, где N - усилие, действующее на опорный шарик от стенки конического отверстия ключа, H; A - реакция от стенки отверстия, H; tgρ и tgρ^* - коэффициент трения; П - усилие пружины 9, H; T - реакция, препятствующая шарику вращаться, H.

Уравнения равновесия для невращающегося шарика имеют следующий вид
ΣX = 0; A-Nf₁-T = 0,
ΣY = 0; -Atgρ^*+Nf₂-П = 0,
ΣM = 0; Пsinα+Tf₃-Af₄ = 0,
где f₁ = sinα+cosαtgρ;
f₂ = cosα-sinαtgρ;
f₃ = 1+cosα;
f₄ = cosα-tgρ^*;
f₅ = f₃-f₄;
f₆ = sinαtgρ^*;
f₇ = f₁f₃tgρ^*-f₂f₅.
В результате решения этих уравнений имеем


р

Цилиндровый механизм секретности может быть использован в замках различных конструкций. Механизм состоит из корпуса и поворотной втулки, кинематически связанной с засовом замка, в которых выполнен ряд соосных радиальных отверстий, заполненных двумя наборами подпружиненных элементов: первым, обеспечивающим стопорение поворотной втулки при любом вставленном ключе, код которого не соответствует коду механизма, и вторым, обеспечивающим стопорение поворотной втулки при вынутом ключе. Радиальные отверстия, выполненные в корпусе и в поворотной втулке, заполненные первым набором подпружиненных элементов, соосны коническим отверстиям, выполненным в ключе в соответствии с кодом механизма. Наборы подпружиненных элементов состоят из опорных элементов - шариков, запирающих элементов - цугаликов и толкающих элементов - шариков. Опорные шарики находятся в контакте непосредственно или через толкающие шарики с цугаликами. Угол наклона конуса в конических отверстиях ключа выбран таким, чтобы при вводе ключа в механизм секретности и выводе его оттуда было обеспечено вращение опорных шариков, что резко снижает коэффициент трения и облегчает ввод и вывод ключа. 3 ил.

Цилиндровый механизм секретности замка с ключом, содержащий корпус и кинематически связанную с засовом замка поворотную втулку с выполненными в ней и в корпусе соосными радиальными отверстиями, заполненными двумя наборами подпружиненных элементов, первым, обеспечивающим стопорение поворотной втулки при любом вставленном ключе, код которого не соответствует коду механизма, и вторым, обеспечивающим стопорение поворотной втулки при вынутом ключе, причем выполненные в корпусе и в поворотной втулке и заполненные первым набором подпружиненных элементов радиальные отверстия соосны отверстиям, выполненным в ключе в соответствии с кодом механизма, при этом наборы подпружиненных элементов состоят из опорных элементов - шариков и из толкающих и запирающих элементов, причем в качестве запирающих элементов использованы цугалики, а опорные элементы - шарики непосредственно или через толкающие элементы - шарики находятся в контакте с цугаликами, отличающийся тем, что отверстия в ключе выполнены коническими с углом наклона конуса, обеспечивающим при вводе ключа в механизм секретности и выводе его оттуда вращение опорных шариков, то есть обеспечивающим выполнение условия для невращающегося шарика
П • к < Т,
где П - усилие пружины, Н;
к - коэффициент трения в месте касания опорного шарика или находящегося в контакте с ним толкающего шарика с торцом цугалика;
Т - усилие в этой же точке, Н.