КОДОВЫЙ МАГНИТОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЗАМОК Российский патент 2001 года по МПК E05B47/00 E05B27/00 

Изобретение относится к технике защиты от несанкционированного доступа к сейфам, контейнерам, шахтам лифтов и другим специальным помещениям и т.п., в частности к замкам с постоянными магнитами, и может быть использовано, как в быту, так и в технике и других областях деятельности.

На практике нашли широкое применение все виды замков: механические, электромеханические, электромагнитные и магнитные замки. Известны устройства санкционирования доступа: кодовые электрические и электронные замки, устройства для запирания и отпирания замков с помощью электрических, магнитных, электронных и электронно-оптических средств. Описания их соответственно приведены в следующих патентах РФ: N 2019660, 1994, БИ N 17; N 2023126, 1994, БИ N 21; N 2034124, 1995, БИ N 12 и др.

В патенте РФ N 2023126, 1994, БИ N 21 запорное предохранительное устройство снабжено источником и приемником излучения, блоком обработки информации, а на ключ нанесена голограмма, являющаяся элементом кодирования и управления запиранием и отпиранием замка.

Основными недостатками таких устройств является необходимость электропитания для электронных схем, оптических элементов и излучателей, что в значительной степени, снижает надежность их работы.

Известен замок, содержащий корпус, в котором свободно помещен сердечник с тремя продольными пазами на боковой поверхности. В сердечнике расположен ряд запорных дисков, чередующихся с промежуточными шайбами. В центре дисков выполнены полуцилиндрические отверстия под ключ. Диски для ограничения углового перемещения на своем теле имеют радиальные выемки, в которых свободно размещены штифты. В пазы стакана установлены блокирующие штифты, каждый из которых имеет форму двухсторонней гребенки и установлен с возможностью перемещения совместно в пазах стакана и корпуса, причем с одного торца под действием пружины, а с лицевой стороны - нажатием на выступающую часть до упора. Внешние выступы штифтов взаимодействуют с проточками и выступами и блокируют поворот сердечника в корпусе, а внутренние выступы - с запорными дисками и с выемками на их торцевой поверхности, которые и блокируют перемещение блокирующих штифтов. Для запирания замка применяются три ключа с различным расположением кодовых пазов, поочередно устанавливаемые в ключевое отверстие, при этом используется 1/3 диаметра поверхности запорных дисков каждым ключом. Тем самым, предусмотрена возможность закрывания одним, двумя и тремя ключами (авт. свид. N 1624108, 1991, БИ N 4).

К недостаткам пользования такими кодовыми механическими замками относятся: сложность конструкции, неудобства, связанные с необходимостью иметь три ключа.

Известен электромагнитный кодовый замок (авт. свид. N 1810451, 1993, БИ N 15), который содержит включенные последовательно в цепь управления кодовые герконы, магнитный ключ, выполненный в виде блока изолированных друг от друга кодовых магнитов, установленных с возможностью взаимодействия с кодовыми герконами, концевой кнопочный переключатель, а магнитный ключ содержит дополнительный магнит, управляющий концевым переключателем.

Недостатком является громоздкость конструкции, необходимость отдельных источников электропитания для схемы управления и электромагнита.

Общим недостатком всех кодовых устройств, имеющих кнопочный набор кода, является то, что они не исключают возможности снятия оттиска с ключа по его физико-топологическим параметрам, в частности сопротивления электрических цепей между контактами, выходящими на поверхность ключа или корпуса замка; по изменению магнитной проницаемости поверхности ключа или его внешним магнитным полям, что обеспечит подбор отмычки для несанкционированного отпирания замка.

Кроме того, как правило, задействуются не все кнопки кодовой панели, и поэтому не составляет труда установить код для отпирания замка.

В этом отношении некоторым преимуществом обладают магнитные замки, которые содержат постоянные магниты и не имеют специальной панели набора кода, а по своей сути все являются кодовыми, т.к. их закрывание и отпирание происходит за счет постоянных магнитов элемента управления, который может быть выполнен различной формой - пластинкой, ключом и т.п.

Известен магнитный цилиндровый механизм замка, содержащий корпус с центральным сквозным отверстием и сквозными радиальными отверстиями. В центральном отверстии корпуса установлен поворотный цилиндр с каналом для ключа и глухими радиальными отверстиями, представляющими собой цилиндрические углубления, соосно совмещенные со сквозными радиальными отверстиями в корпусе. В сквозных радиальных отверстиях корпуса установлены пружины сжатия и запирающие штифты, торцевые части которых, обращенные к поворотному цилиндру, могут быть размещены либо в глухих радиальных отверстиях поворотного цилиндра при закрытом положении цилиндрового механизма, либо запирающие штифты полностью располагаются в сквозных радиальных отверстиях корпуса при открытом положении цилиндрового механизма. Запирающие штифты подпружинены пружинами сжатия, которые фиксируются либо при помощи заглушек, либо при помощи кожуха, надеваемого на корпус при сборке замка. Запирающие штифты выполнены из магнитного материала со свойствами постоянного магнита с коэрцитивной силой не менее 1200 Э и устанавливаются при сборке механизма так, чтобы торцы расположенных на одной оси запирающих штифтов и магнитных элементов в теле сердечника ключа, изготовленных из того же магнитного материала со свойствами постоянного магнита, были направлены друг к другу одноименными магнитными полюсами. Корпус, поворотный цилиндр, ключ и пружины изготавливаются из немагнитного материала (патент РФ N 2030534, 1995, БИ N 7).

Однако для безотказной работы такого замкового механизма необходимо, в частности, чтобы усилие магнитного взаимодействия между магнитным элементом в ключе и соосным ему магнитным элементом запирающего штифта было больше силы, возвращающей запирающие штифты пружины сжатия, противодействующей при отпирании замкового механизма движению запирающих штифтов. На фиг. 1 показан характер изменения силы отталкивания двух соосных постоянных магнитов в зависимости от расстояния между ними. Для сопоставления на этом же чертеже приведена силовая характеристика пружины.

Из фиг. 1 видно, что силы магнитного отталкивания постоянных магнитов достаточно велики на малых расстояниях, когда расстояние между противоположными полюсами постоянных магнитов практически равно нулю, очень быстро убывают при увеличении зазора между магнитами уже на доли миллиметра и медленно уменьшаются, стремясь к нулю при дальнейшем увеличении расстояния. Сила сжатия пружины возрастает линейно по закону Гука. Следовательно, в такой конструкции для того, чтобы постоянные магниты в ключе смогли отжать при открывании замкового механизма запирающие штифты, либо возвращающие пружины должны быть достаточно слабыми, либо ход запирающих штифтов должен быть достаточно малым. Если возвращающие пружины будут недостаточно сильными, то будет наблюдаться ненадежное запирание замкового механизма, так как сила пружин может оказаться недостаточной как для подъема запирающих штифтов, находящихся в нижнем положении, так и для преодоления сил трения, возникающих при движении запирающих штифтов, находящихся в горизонтальном положении. Очевидно, что настройка такого замкового механизма достаточна сложна, при этом еще надо учитывать и ослабление пружин в процессе эксплуатации. Если ход запирающих штифтов будет малым, а это доли миллиметра, то надежность запирания замка окажется невысокой, так как при попытке проворачивания поворотного цилиндра без ключа возможно выталкивание запирающих штифтов и самопроизвольное открывание замкового механизма.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является техническое решение, защищенное патентом Великобритании 1201160, 1980.

Кодовый магнитомеханический замок, содержащий механизм секрета, имеющий корпус с отверстием, поворотную обойму, запорный орган, кинематически соединенный с поворотной обоймой, ключ, снабженный элементом фиксации относительно механизма секрета и гнездами под ориентирующие магниты, магниточувствительный блокирующий элемент, установленный внутри обоймы, в отверстие корпуса соосно с поворотной обоймой установлена цилиндрическая втулка, на цилиндрической поверхности втулки и в поворотной обойме выполнены глухие пазы, соответствующие форме магниточувствительного блокирующего элемента, в один из пазов вставлена ферромагнитная пластинка, ограничивающая поперечное перемещение магниточувствительного блокирующего элемента.

Этому кодовому замку присущи все недостатки кодовых замков, запирание и отпирание которых осуществляется торцевыми ключами с ориентирующими магнитами, т.к. секрет кодировки легко можно раскрыть.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение надежности работы запирающего механизма магнитного замка путем упрощения его конструкции, ликвидации пружин сжатия, но без снижения степени секретности.

Технический результат достигается за счет того, что кодовый магнитомеханический замок содержит механизм секрета, имеющий корпус с отверстием, поворотную обойму, запорный орган, кинематически соединенный с поворотной обоймой, ключ, снабженный элементом фиксации относительно механизма секрета и гнездами под ориентирующие магниты, магниточувствительный блокирующий элемент, установленный внутри обоймы, в отверстие корпуса соосно с поворотной обоймой установлена цилиндрическая втулка, на цилиндрической поверхности втулки и в поворотной обойме выполнены глухие пазы, соответствующие форме магниточувствительного блокирующего элемента, в один из пазов вставлена ферромагнитная пластинка, ограничивающая поперечное перемещение магниточувствительного блокирующего элемента. Поворотная обойма имеет глухое отверстие в торце, цилиндрическая втулка, имеет форму чашки, дно которой имеет бурт с кольцевой проточкой и осевым отверстием для крепления штифта из ферромагнитного материала, ферромагнитная пластинка вставлена в паз поворотной обоймы, а с торца поворотная обойма подпружинена к корпусу, причем по оси ключа имеется глухое отверстие под штифт из ферромагнитного материала. Магниточувствительный блокирующий элемент выполнен в форме шпонки из немагнитного материала с размещенными в ней четным количеством вставок постоянных магнитов, намагниченных в разные стороны.

Рабочая часть ключа выполнена цилиндрической, с числом глухих поперечных гнезд под ориентирующие постоянные магниты, равным числу постоянных магнитов магниточувствительного блокирующего элемента, намагниченных в обратном с ними направлении.

Новые признаки в совокупности с известными позволяют достичь решения технической задачи, являющейся целью изобретения, т.е. упрощение конструкции, приводящее к повышению надежности, достигается исключением пружин, выталкивающих запирающие штифты. Шпонка, содержащая постоянные магниты и служащая для соединения поворотной обоймы с пазом поворотной цилиндрической втулки, выводится из зацепления, перемещается внутрь паза поворотной обоймы и удерживается в этом положении при помощи магнитной пластины. Кроме того, шпонка, содержащая постоянные магниты, используется только для перевода запирающего механизма замка из положения "заперто" в положение "открыто" и обратно. И в положении "открыто" и, что гораздо важнее для повышения надежности, в положении "заперто" шпонка с постоянными магнитами не находится в зацеплении с поворотным цилиндром, вращаемым ключом. Таким образом, ни один из элементов запирающего механизма при попытке несанкционированного открывания не работает на срез. При попытке несанкционированного открывания, поворотная цилиндрическая втулка свободно вращается, а подпружиненная поворотная обойма остается неподвижной.

Перекодировка кода замка осуществляется за счет смещения фиксирующего выступа на ключе и соответствующего ему паза или отверстия на цилиндрической втулке.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.

На фиг. 2 показан механизм секрета замка в положении "открыто" или "заперто"; на фиг. 3 - вид механизма секрета по сечению A-A; на фиг. 4 - механизм секрета замка в комплекте с ключом при открывании или запирании; на фиг. 5 - разрез по B-B; на фиг. 6 - ключ.

Механизм секрета замка содержит корпус 1, цилиндрическую втулку 2 с глухим пазом 3 и буртом 4, поворотную обойму 5 с пазом 6, шпонку 7, вставки из постоянных магнитов 8, пластину из ферромагнитного материала 9, штифт 10, соединяющий поворотную обойму с запорным органом замка (на чертежах не показан), осевой штифт 11, кольцо 12, разрезную пружину 13, ключ 14 с ориентирующими магнитами 15, выступом 16 и глухим осевым отверстием 17.

Кодовый магнитомеханический замок работает следующим образом.

В положении "закрыто" или "открыто" (см. фиг. 2) подвижная шпонка 7 со вставками из постоянных магнитов 8 оказывается втянутой пластиной 9 из ферромагнитного материала внутрь паза 6 поворотной обоймы 5 и выходит из паза 3 цилиндрической втулки 2. Цилиндрическая втулка 2 выполнена в форме чашки, дно которой имеет бурт 4 с осевым отверстием под штифт 11 из ферромагнитного материала. В кольцевую проточку бурта 4 вставляется разрезная пружина 13, поджимающая поворотную обойму к корпусу 1. В результате цилиндрическая втулка 2 свободно вращается вокруг оси, не передавая усилия на поворотную обойму 5, соединенную с запорным органом, который на фиг. 2 не показан, посредством штифта 10, преобразующего вращательное движение поворотной обоймы в поступательное движение запорного органа. В качестве запорного органа может быть использован засов, щеколда и т. д., с соответствующим пазом, в который вставляется штифт 10. В положении, показанном на фиг. 2, запорный орган может находиться в состоянии "открыто" или "закрыто", но в любом случае от вращения цилиндрической втулки положение его не изменится, т. к. подпружиненная к корпусу поворотная обойма остается неподвижной.

При помещении ключа 14 (см. фиг.4) в канал цилиндрической втулки 2 он фиксируется в ней за счет выступа 16 и глухого осевого отверстия 17, в которое вставляется штифт 11 из ферромагнитного материала. Штифт имеет двоякое назначение: усилить магнитное поле ключа 14 и предохранить от несанкционированного доступа к механизму секрета замка. Под воздействием сил притяжения постоянных магнитов 15 ключа 14, имеющих согласованную с постоянными магнитами 8 вставок, размещенных в шпонке 7, шпонка 7 перемещается в глухой паз 3 цилиндрической втулки 2, механически соединяя ее с поворотной обоймой 5, штифт 10 которой находится в пазу запорного органа. В этом положении вращение ключа через цилиндрическую втулку 2 передается поворотной обойме 5 и через штифт 10 преобразуется в поступательное движение запорного органа. Направление вращения ключа зависит от того, в каком положении находился запорный орган "открыто" или "закрыто". В зависимости от этого замок можно открыть или закрыть.

При извлечении ключа 14 из осевого канала цилиндрической втулки 2 шпонка 7 с постоянными магнитами 8 втягивается ограничительной пластиной 9 из ферромагнитного материала в глухой паз поворотной обоймы 5, механически разъединяя ее от цилиндрической втулки 2, т. е. переведя в положение, изображенное на фиг. 2.

Перекодировка механизма секрета замка осуществляется за счет изменения фиксирующих элементов на ключе и цилиндрической втулке относительно пазов под шпонку. Этим достигается возможность открытия или закрытия замка только индивидуальным ключом. Фиксирующий элемент может выполняться различными способами - как изображено на фиг. 2, т.е. за счет смещения отверстия 18 вращающейся цилиндрической втулки 2 или путем введения глухого паза на внутренней поверхности цилиндрической втулки 2.

Положительный эффект от использования изобретения заключается в повышении надежности запирания и упрощении конструкции механизма секрета замка, не имеющего элементов, работающих на срез.

Изобретение относится к области скобяных изделий и касается кодового магнитомеханического замка, содержащего механизм секрета, имеющий корпус с отверстием, поворотную обойму, запорный орган, кинематически соединенный с поворотной обоймой, ключ, снабженный элементом фиксации относительно механизма секрета и гнездами под ориентирующие магниты, магниточувствительный блокирующий элемент, установленный внутри обоймы, в отверстие корпуса соосно с поворотной обоймой установлена цилиндрическая втулка, на цилиндрической поверхности втулки и в поворотной обойме выполнены глухие пазы, соответствующие форме магниточувствительного блокирующего элемента, в один из пазов вставлена ферромагнитная пластинка, ограничивающая поперечное перемещение магниточувствительного блокирующего элемента. Поворотная обойма имеет глухое отверстие в торце, цилиндрическая втулка имеет форму чашки, дно которой имеет бурт с кольцевой проточкой и осевым отверстием для крепления штифта из ферромагнитного материала, ферромагнитная пластинка вставлена в паз поворотной обоймы, а с торца поворотная обойма подпружинена к корпусу, причем по оси ключа имеется глухое отверстие под штифт из ферромагнитного материала. Данный замок имеет повышенную устойчивость к взлому. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Кодовый магнитомеханический замок, содержащий механизм секрета, имеющий корпус с отверстием, поворотную обойму, запорный орган, кинематически соединенный с поворотной обоймой, ключ, снабженный элементом фиксации относительно механизма секрета и гнездами под ориентирующие магниты, магниточувствительный блокирующий элемент, установленный внутри обоймы, в отверстие корпуса соосно с поворотной обоймой установлена цилиндрическая втулка, на цилиндрической поверхности втулки и в поворотной обойме выполнены глухие пазы, соответствующие форме магниточувствительного блокирующего элемента, в один из пазов вставлена ферромагнитная пластинка, ограничивающая поперечное перемещение магниточувствительного блокирующего элемента, отличающийся тем, что поворотная обойма имеет глухое отверстие в торце, цилиндрическая втулка имеет форму чашки, дно которой имеет бурт с кольцевой проточкой и осевым отверстием для крепления штифта из ферромагнитного материала, ферромагнитная пластинка вставлена в паз поворотной обоймы, а с торца поворотная обойма подпружинена к корпусу, причем по оси ключа имеется глухое отверстие под штифт из ферромагнитного материала. 2. Кодовый магнитомеханический замок по п.1, отличающийся тем, что магниточувствительный блокирующий элемент выполнен в форме шпонки из немагнитного материала с размещенными в ней четным количеством вставок постоянных магнитов, намагниченных в разные стороны. 3. Кодовый магнитомеханический замок по п.1 или 2, отличающийся тем, что рабочая часть ключа выполнена цилиндрической, с числом глухих поперечных гнезд под ориентирующие постоянные магниты равным числу постоянных магнитов магниточувствительного блокирующего элемента, намагниченных в обратном с ними направлении.