цилиндровый механизм замка с ключом

Формула изобретения

1. ЦИЛИНДРОВЫЙ МЕХАНИЗМ ЗАМКА С КЛЮЧОМ, содержащий корпус с центральным и поперечными отверстиями и расположенным в центральном отверстии сердечником с продольным каналом под ключ и поперечными отверстиями, соосными поперечным отверстиям в корпусе, пружины, закрепленные на корпусе и контактирующие с запирающими элементами, расположенными в поперечных отверстиях корпуса, толкатели, расположенные в поперечных отверстиях сердечника, и опорные шары, размещенные в поперечных отверстиях и продольном канале сердечника, а ключ имеет углубления на рабочей части, отличающийся тем, что толкатели и запирающие элементы выполнены в виде шаров с диаметром, равным диаметру опорных шаров, по меньшей мере в одном из поперечных отверстий сердечника между толкателем и опорным шаром расположена прокладка, а ключ в начальной части имеет по меньшей мере один скос, и его толщина равна высоте продольного канала и равна радиусу шаров, при этом углубления в ключе выполнены сквозными и со скосами и размером, позволяющим контактировать опорному шару с дном продольного канала при вставленном в замок ключе.

2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что пружины выполнены в виде пластины с расположенными по ее длине язычками по числу запирающих элементов.

3. Механизм по п.1, отличающийся тем, что поперечные отверстия в корпусе и сердечнике расположены диаметрально, а ключ имеет отверстия, скосы которых разнонаправлены относительно плоскости ключа.

4. Механизм по п.1, отличающийся тем, что продольный канал в сердечнике выполнен кольцевым, а ключ выполнен трубчатым, причем толщина стенок последнего равна высоте канала под ключ.

5. Механизм по п.1, отличающийся тем, что поперечные отверстия в сердечнике и корпусе расположены по винтовой линии, а пружина выполнена цилиндрической и размещена по винтовой линии на корпусе, совпадающей с винтовой линией размещения поперечных отверстий.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к запирающим устройствам и может быть использовано в различных конструкциях замков.

Известен цилиндровый механизм замка с ключом, содержащий корпус с подпружиненными толкателями, сердечник с продольным каналом, расположенные в канале запирающие штифты, соосно установленные с толкателями, и ключ, имеющий на противоположных сторонах углубления под запирающие штифты и скосы на конце стержня, причем каждый штифт имеет на конце плоский выступ, служащий для ограничения его поворота (Патент СССР N 645608, кл. Е 05 В 27/10, 1979).

Недостатком этого механизма является сложность конструкции, обусловленная наличием усложненных по сравнению с обычными штифтами толкателей, а также дополнительных направляющих под толкатели. Другой его недостаток низкая износоустойчивость, поскольку как запирающие штифты, так и толкатели, постоянно взаимодействуют с ключом, корпусом и между собой одними и теми же точками поверхности.

Известно кодовое устройство для замка, содержащее корпус с поперечными отверстиями, в которых расположены запирающие штифты, имеющие продольный вырез под пластинчатый ключ с кодовыми отверстиями и сердечник, расположенный в корпусе и имеющий поперечные отверстия, в которых находятся подпружиненные штифты, и шарики, установленные в поперечных отверстиях корпуса над замыкающими штифтами (Патент СССР N 738522, кл. Е 05 В 27/08, 1980).

Недостатком этого механизма также является сложность конструкции, обусловленная наличием большого количества разнородных подвижных элементов. Его износоустойчивость, хотя и большая, чем у предыдущего механизма, также невысока, поскольку запирающие штифты и толкатели взаимодействуют между собой, с корпусом и ползуном одними и теми же участками поверхности.

Известен цилиндровый механизм замка, содержащий установленный в корпусе сердечник с каналом для плоского ключа, по меньшей мере один ряд подпружиненных спаренных запирающих штифтов, установленных в отверстиях, соосно расположенных в корпусе и сердечнике перпендикулярно плоскости канала для ключа, и плоский ключ с углублениями под штифты, выполненный в виде многослойной пластины (авт. св. СССР N 1137170, кл. Е 05 В 27/00, 1989).

Недостатком этого механизма является сложность конструкции, хотя и меньшая, чем у предыдущих, а также низкая износоустойчивость.

Наиболее близким к предлагаемому решению является цилиндровый механизм замка, содержащий корпус с центральным и радиальными отверстиями, размещенные в отверстиях корпуса запирающие штифты, установленный в корпусе поворотный барабан с каналом под ключ и отверстиями, соосными радиальным отверстиям корпуса, размещенные в отверстиях поворотного барабана толкатели, взаимодействующие с подпружиненными запирающими штифтами, ключ с лунками и опорные шарики, размещенные между ключом и толкателями для повышения долговечности (авт. св. СССР N 1528882, кл. Е 05 В 27/06, 1989).

Недостатком этого механизма является сложность конструкции, обусловленная большим количеством разнородных подвижных элементов, а также невысокая износоустойчивость, хотя бы большая, чем у других вышеупомянутых механизмов.

Следует отметить, что потенциально достижимый уровень секретности схемы замка зависит от практически достижимой точности его основных деталей. Износ последних быстро снижает точность. Таким образом, низкая износоустойчивость ограничивает потенциально достижимый уровень секретности, что является недостатком всех приведенных известных механизмов.

Целью изобретения является упрощение конструкции, увеличение точности и износоустойчивости механизма.

Поставленная цель достигается тем, что в цилиндровом механизме замка с ключом, содержащим корпус с центральным и поперечными отверстиями и расположенным в центральном отверстии сердечником с продольным каналом под ключ и поперечными отверстиями, соосными поперечным отверстиям в корпусе, пружины, закрепленные на корпусе и контактирующие с запирающими элементами, расположенными в поперечных отверстиях корпуса, толкатели, расположенные в поперечных отверстиях сердечника, и опорные шары, размещенные в поперечных отверстиях и продольном канале сердечника, где ключ имеет углубления на рабочей части, толкатели и запирающие элементы выполнены в виде шаров с диаметром, равным диаметру опорных шаров, по меньшей мере в одном из поперечных отверстий сердечника между толкателем и опорным шаром расположена прокладка. Кроме того, ключ в начальной части имеет по меньшей мере один скос, и его толщина равна высоте продольного канала и равна радиусу шаров, при этом углубления в ключе выполнены сквозными и со скосами и размером, позволяющими опорному шару контактировать с дном продольного канала при вставленном в замок ключе.

Упрощение конструкции, увеличение точности и износоустойчивости достигается за счет выполнения толкателей и запирающих элементов в виде набора шаров. Разнообразие элементов секретности замка сводится к теоретически предельному минимуму (шар и прокладка), причем трущимися элементами являются шары, а расположение прокладок определяет код замка.

Выпускаемые подшипниковой промышленностью шары имеют наивысшую точность по сравнению с любыми машиностроительными деталями. Их износоустойчивость в механизме замка обеспечивается не только высокой твердостью и чистотой поверхности, но и тем, что они жестко не зафиксированы и выступают во взаимодействие с ключом, сердечником и корпусом все новыми участками поверхности.

Поскольку для открывания замка в соответствии с его кодом одни наборы шаров должны быть смещены на величину радиуса шара, а другие остаться в первоначальном положении, высоты взаимодействующих с ними элементов ключа должны иметь два размера, отличающиеся на величину радиуса шара. Это обеспечивается путем выполнения толщины ключа, равной радиусу шара. Скос в начальной части ключа предназначен для смещения наборов шаров.

Сквозные углубления со скосами, выполненные на ключе напротив наборов шаров, не подлежащих смещению, обеспечивают прохождение ключа мимо любых наборов шаров при его введении в канал сердечника. Данная конструкция ключа значительно упрощает его изготовление.

С целью упрощения конструкции, возвратные пружины для запирающих элементов могут быть выполнены в виде единой плоской пружины с язычками по числу запирающих элементов, взаимодействующих с последними. Это позволяет сократить количество частей механизма.

Для увеличения степени секретности запирающие элементы с толкателями и пружинами могут быть размещены диаметрально по обеим сторонам канала в сердечнике, выполненного в виде щели, ключ выполнен пластинчатым, а скосы отверстий в ключе обращены к соответствующим толкателям. Секретность механизма увеличивается благодаря возможности размещения удвоенного количества запирающих элементов при той же длине сердечника.

С целью дальнейшего увеличения степени секретности и сочетании с сохранением или уменьшением продольных габаритов канал в сердечнике выполнен кольцевым, а ключ трубчатым, причем толщина стенок ключа равна высоте канала под ключ. Это позволяет разместить толкатели в нескольких радиальных направлениях и еще больше увеличить количество запирающих элементов при той же длине сердечника.

С целью упрощения конструкции замка с кольцевым каналом за счет сокращения количества частей возвратные пружины для запирающих элементов могут быть выполнены в виде одной цилиндрической пружины, расположенной в растянутом состоянии в винтовой канавке корпуса, соединяющей поперечные отверстия корпуса, также расположенные по винтовой линии. Цилиндрическая пружина поджимает все запирающие элементы одновременно и тем самым уменьшает количество частей механизма.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан цилиндровый механизм замка с ключом; на фиг. 2 то же, ключ вставлен; на фиг. 3 вид В на фиг. 2 (пластина выполнена в виде пластины с язычками); на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 2 вариант установки толкателей в двух встречных направлениях; на фиг. 5 вариант с кольцевым каналом и трубчатым ключом (ключ вставлен); на фиг. 6 разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 7 вариат с кольцевым ключом (ключ вынут) и цилиндрической пружиной, расположенной в винтовой канавке; на фиг. 8 разрез Г-Г на фиг. 7.

Цилиндровый механизм замка с ключом (фиг. 1, 2) содержит корпус 1, в центральном отверстии которого расположен сердечник 2. В корпусе и сердечнике выполнены соосные поперечные отверстия 3, в которых расположены наборы шаров 4, подпружиненные пружиной 5. По крайней мере в одном наборе дополнительно введена прокладка 6. В каждом наборе шаров наружный шар представляет собой запирающий элемент, внутренний шар является опорным шаром, а остальные расположенные между ними элементы (шары или шары и прокладка) толкателем. Ключ 7 имеет по меньшей мере один скос 8 в начальной части, толщина ключа равна радиусу шара, а в рабочей части ключа выполнены сквозные отверстия 9 со скосами 10.

Прокладка должна иметь высоту, кратную нечетному числу радиусов шаров. Ее высота зависит от количества шаров, выполняющих функцию толкателей.

При выполнении пружины толкателей в виде плоской пластины (фиг. 3), пластина 5 снабжена язычками 11 по числу запирающих элементов.

При установке толкателей диаметрально в двух встречных направлениях (фиг. 4), отверстия 3 в корпусе 1 и сердечнике 2 выполнены с противоположных сторон корпуса, а пружины 5 установлены напротив толкателей.

При выполнении канала в сердечнике кольцевым (фиг. 5, 6), ключ 7 выполнен трубчатым, а поперечные отверстия 3 в корпусе 1 и сердечнике 2 выполнены радиальными. Пружины 5 установлены напротив толкателей.

При расположении отверстий 3 в корпусе 1 и сердечнике 2 по винтовой линии (фиг. 7, 8) отверстия соединены, например, винтовой канавкой 12, а цилиндрическая пружина 13 расположена в канавке 12 в растянутом состоянии и закреплена концами на корпусе 1.

Цилиндровый механизм замка с ключом работает следующим образом.

При вынутом ключе (фиг. 1) шары, выполняющие функции толкателей (вторые снаружи в наборах без прокладки), не позволят сердечнику 2 повернуться относительно корпуса 1. При введении ключа 7 (фиг. 2), соответствующего коду механизма, наборы шаров без прокладок после взаимодействия со скосами 8 и 10 на рабочей части ключа, оказываются смещенными на толщину ключа, равную радиусу шара и перестают препятствовать повороту сердечника 2. Наборы шаров с прокладкой после взаимодействия со скосами 8 и 10, оказываются в первоначальном положении и также не препятствуют повороту сердечника.

Введение ключа, не соответствующего коду механизма, приведет к тому, что после взаимодействия со скосами 8 и 10 ключа, хотя бы один из наборов без прокладки, оказавшись в отверстии 9 ключа, не будет смещен, либо хотя бы один из наборов с прокладкой будет смещен. В обоих случаях поворот сердечника окажется невозможным.

Остальные предложенные варианты исполнения замка работают аналогичным образом.

Предлагаемая конструкция легко позволяет выполнять элементы цилиндрового механизма замка миниатюрами, что дает возможность размещения механизма высокого уровня секретности в малом объеме (за счет увеличения количества однородных элементов).