Запирающий механизм цилиндрового замка
Запирающий механизм цилиндрового замка относится к замкам со специальными ключами, а именно, с нажимными ключами и может быть использовано как в механических замках, так и в кодовых электромеханических замках специального назначения, исключающих несанкционированный доступ к электронным схемам приборов и систем специального назначения. Запирающий механизм замка содержит корпус, поворотную ось с расположенными на ее поверхности нажимными штифтами, концы которых вводятся в пазы нажимного ключа, фланец с размещенными в его отверстиях подпружиненными запирающими штифтами, концы которых введены в отверстия поворотной оси и опираются на торцы нажимных штифтов. Запирающие штифты подпружинены лепестковой пружиной с количеством лепестков, равным количеству штифтов. Нажимной ключ выполнен в виде тонкостенной втулки с глухими продольными торцевыми пазами, взаимодействующими с соответствующими опорными площадками нажимных штифтов. Центральное отверстие втулки нажимного ключа предназначено для концентричного совмещения с поворотной осью. Нажимной ключ снабжен пластиной, которая имеет поводок, выступающий за внешний и внутренний диаметры втулки ключа. Сумма длин торцевого паза втулки ключа и длины соответствующего ему нажимного штифта одинаковы для каждой пары «паз - нажимной штифт».
Предполагаемое изобретение относится к замкам со специальными ключами, а именно, с нажимными ключами и может быть использовано в различных конструкциях замков:
- в кодовых электромеханических замках, исключающих несанкционированный доступ к электронным схемам приборов и систем (комплексов) специального назначения, преобразующие вращательное движение поворотной оси в кодовый электрический сигнал, зависящий от угла поворота;
- в запирающих замках, преобразующих вращательное движение поворотной оси в линейное перемещение засова (штока).
Известны различные запирающие механизмы с нажимными ключами (см., например, патенты РФ №2061820, МКИ Е 05 В 35/04, №2105120 МКИ Е 05 В 35/04), содержащие корпус, поворотный барабан, подпружиненные запирающие штифты и нажимной ключ.
В запирающем механизме по патенту №2061820 нажимной ключ выполнен в виде стержня с продольными выемками, взаимодействующими с соответствующими опорными площадками запирающих штифтов. Механизм снабжен крышкой, установленной с заднего торца поворотного барабана. В крышке выполнены пазы, расположенные напротив запирающих штифтов. Сумма длины выемки каждого запирающего штифта и длины соответствующей ему выемки нажимного ключа равны между собой.
Указанный запирающий механизм конструктивно сложен и незащищен от проникновения влаги и пыли через его подвижные части. Отсутствие направляющих деталей затрудняет совмещение пазов ключа с
соответствующими подпружиненными штифтами. Ключ не фиксируется в замке и выталкивается пружиной при снятии нажимного усилия в любом рабочем положении. Использование цилиндрических пружин сжатия увеличивает глубину замка. Вращающий момент на поворотный барабан передается через запирающие штифты, что снижает надежность замка.
Запирающий механизм по патенту РФ №2105120 также недостаточно надежен и обладает значительными габаритами, т.к. конструкция содержит большое количество различных пружин (тормозные пружины, главная пружина, пружины запирающих штифтов).
Ближайшим по технической сущности и принятым за прототип является цилиндровый замок с ключом по патенту РФ №2068927 МКИ Е 05 В 35/04, содержащий корпус, поворотную ступенчатую ось, подпружиненные запирающие штифты, нажимные штифты, размещенные в сквозных отверстиях поворотной оси, и ключ.
В известном устройстве запирающие штифты подпружинены цилиндрическими пружинами и размещены в глухих отверстиях корпуса, а ключ имеет головку с разновеликими торцевыми штырями для взаимодействия с нажимными штифтами.
Указанный механизм обладает теми же недостатками, что и замки по патентам РФ №2061820 и №2105120. Кроме того, запирающий механизм располагается снаружи запираемого изделия и не может быть использован в кодовых электромеханических замках.
Техническая задача, решаемая в заявляемом устройстве - повышение надежности, сокращение габаритов и расширение области применения.
Указанная задача решается за счет того, что в запирающем механизме цилиндрового замка, содержащем корпус, поворотную ступенчатую ось, подпружиненные запирающие штифты, нажимные штифты, размещенные в сквозных отверстиях поворотной оси, и ключ, запирающие штифты размещены в сквозных отверстиях фланца, жестко соединенного с корпусом,
и подпружинены лепестковой пружиной, поджатой к фланцу посредством шайбы, установленной на хвостовике поворотной оси, корпус снабжен буртиком с пазом, в поворотной оси выполнен полусегментный паз, а ключ выполнен в виде втулки с торцевыми пазами на ее внешней поверхности и снабжен ручкой в виде пластины с поводком, при этом торцевые пазы втулки концентричны нажимным штифтам, а поводок выполнен с возможностью взаимодействия с пазом буртика корпуса и полусегментным пазом поворотной оси. При этом лепестковая пружина выполнена из листового материала с количеством лепестков, равном количеству запирающих штифтов, а в торцевой канавке шайбы корпуса размещено уплотнительное кольцо.
Такая конструкция имеет минимальный размер по глубине, т.к. не содержит цилиндрических пружин. Вращающий момент передается поворотной оси от ключа и не нагружает запирающие штифты. Запирающие устройство располагается за панелью запираемого изделия и может быть использовано как для механических замков, так и для кодовых электромеханических замков, предусматривающих возможность вставлять и вынимать ключ только в одном нейтральном нерабочем положении, а также при повороте его на 360°×n. Кроме того, конструкция позволяет использовать уплотнительное кольцо для хвостовика поворотной оси, не ограничивающее возможность ее вращения, что обеспечивает защиту приборов и замков от пыли и влаги как в нерабочем, так и в рабочем состоянии.
На фиг.1 изображен запирающий механизм цилиндрового замка в разрезе, на фиг.2 - запирающий механизм цилиндрового замка с ключом в момент отпирания в разрезе, на фиг.3 - сечение А-А с вариантами равномерного и неравномерного расположения нажимных штифтов, на фиг.5 - пример выполнения лепестковой пружины.
Запирающий механизм замка содержит корпус 1, выполненный в виде многоступенчатой цилиндрической втулки с буртиком 2 на внутренней кольцевой проточке 3. Корпус 1 закреплен на внутренней стороне панели 4 винтами 5. Внутри корпуса размещена с возможностью поворота ось 6 ступенчатой формы. На цилиндрическом выступе поворотной оси 6 эксцентрично выполнены равномерно или неравномерно по окружности сквозные отверстия, в которых размещены нажимные штифты 7. За цилиндрическим выступом поворотной оси 6 расположен фланец 8, в эксцентрично выполненных сквозных отверстиях которого размещены запирающие штифты 9. Диаметры и расположение отверстий во фланце 8 полностью совпадают с диаметрами и расположением отверстий в цилиндрическом выступе поворотной оси 6. Фланец 8 крепится винтами к корпусу 1, фиксируя от осевого перемещения поворотную ось 6. За фланцем 8 размещена лепестковая пружина 10. Количество и размещение пружинных лепестков пружины 10 соответствует количеству и расположению запирающих штифтов 9. Лепестки пружины 10 прижимают запирающие штифты 9 таким образом, что они входят в отверстия цилиндрического выступа поворотной оси 6 и стопорят ее. Пружина 10 поджимается к фланцу 8 шайбой 11 и фиксируется штифтом 12. Шайба 11 имеет центральное отверстие с торцевой канавкой конической формы, через которое проходит хвостовик поворотной оси 6. В торцевой канавке размещается уплотнительное кольцо 13 тороидальной формы. Шайбу 11 и уплотнительное кольцо 13 фиксирует крышка 14, которая крепится винтами 15 к корпусу 1, при этом между корпусом 1 и крышкой 14 может быть размещена дополнительно уплотнительная кольцевая прокладка 16. На хвостовике поворотной оси 6 могут крепиться различные запирающие детали и устройства, а также простейшие электромеханические (микропереключатели, переключатели галетные) или более сложные оптоэлектронные кодовые устройства. Корпус 1 имеет паз 17, а поворотная ось 6 - полусегментный
паз 18. Нажимной ключ 19 (фиг.2, 4) выполнен в виде тонкостенной втулки 20, на которой закреплена пластина 21. Пластина 21 служит ручкой для удобства поворота ключа на заданный угол и для определения рабочего положения поворотной оси 6 и кодового устройства, которое может крепиться на хвостовике поворотной оси 6. Пластина 21 имеет поводок 22, например, Г-образной формы, выступающий за наружный и внутренний диаметры втулки 20. Выступ 23 (полка Г-образного поводка), расположенный за наружным диаметром втулки 20, имеет ширину, равную ширине паза 17 на буртике 2 корпуса 1, а глубина выступа равна ширине кольцевой проточки 3. Часть поводка 22, выступающая за внутренний диаметр втулки 20, имеет ширину, равную ширине полусегментного паза 18 поворотной оси 6. На наружной поверхности втулки 20 по ее окружности выполнены глухие торцевые пазы 24, расположение которых соответствует расположению нажимных штифтов 7. Суммарная длина паза 24 и соответствующего ему нажимного штифта 7 является величиной постоянной для всех пар «паз - нажимной штифт».
Запирающий механизм работает следующим образом. Ключ 19 вставляют в центральное отверстие корпуса 1 (см. фиг.2), при этом поводок 22 входит в паз 18 на поворотной оси 6, а выступ 23 поводка 22 совпадает с пазом 17 на корпусе 1 (пазы 17 и 18 расположены в одной плоскости). Ключ 19 подают до упора вперед и при этом по мере осевого перемещения ключа опорные торцевые площадки пазов 24 ключа 19, взаимодействуя с соответствующими опорными площадками нажимных штифтов 7, перемещает их на различные расстояния в зависимости от длины торцевых пазов 24. Нажимные штифты 7 в свою очередь перемещают запирающие штифты 9, которые выходят из отверстий цилиндрического выступа поворотной оси 6, освобождая ее. При повороте ключа 19 выступ 22, вошедший в полусегментный паз 18 поворотной оси 6, поворачивает ось 6 с закрепленной на ее хвостовике деталью или устройством на требуемый угол.
При введении в запирающий механизм чужого ключа несколько запорных штифтов 9 не выйдут полностью из отверстий цилиндрического выступа поворотной оси 6, а некоторые нажимные штифты 7 войдут в отверстия фланца 8, дополнительно блокируя поворотную ось 6.
По сравнению с прототипом к предлагаемым запирающим механизмам сложнее подобрать ключ, т.к. применение большого количества запирающих штифтов наряду с большим разнообразием длины торцевых пазов 24 на втулке 20 ключа 19 значительно увеличивает количество различных не повторяющихся сочетаний «ключ-замок», повышая секретность замка. При этом глубина замка остается величиной постоянной, не зависящей от количества запирающих штифтов.
В заявляемом механизме ключ вставляется и вынимается только в одном положении. Вращающий момент передается от ключа к поворотной оси 6 за счет формы поводка 22, который входит в полусегментный паз 18, выступая за внутренний диаметр втулки 20 и при повороте не нагружает запирающие штифты. Ключ при повороте на угол, не кратный 360°, остается в замке в нужном положении, что особенно важно для кодовых электромеханических замков, и фиксируется в нем, т.к. пружина 10 через запирающие штифты 9 и нажимные штифты 7 прижимает выступ 23 ключа 19 к буртику 2 корпуса 1, а не выталкивает его, как в устройстве-прототипе.
В любом рабочем положении ключа, расположенного в замке, влага и пыль не попадает через запирающий механизм в прибор и в замок, т.к. уплотнительное кольцо 13, через которое проходит хвостовик оси 6, не пропускает влагу и пыль и в тоже время не ограничивает возможность ее вращения. Использование лепестковой пружины 16 уменьшает глубину замка и увеличивает надежность работы. В целях исключения коррозии все детали замка изготавливают из антикоррозийных материалов. Ключ для замка легок и удобен в эксплуатации.
1. Запирающий механизм цилиндрового замка, содержащий корпус, поворотную ступенчатую ось, подпружиненные запирающие штифты, нажимные штифты, размещенные в сквозных отверстиях поворотной оси и ключ, отличающийся тем, что запирающие штифты размещены в сквозных отверстиях фланца, жестко соединенного с корпусом, и подпружинены лепестковой пружиной, поджатой к фланцу посредством шайбы, установленной на хвостовике поворотной оси, корпус снабжен буртиком с пазом, в поворотной оси выполнен полусегментный паз, а ключ выполнен в виде втулки с торцевыми пазами на ее внешней поверхности и снабжен ручкой в виде пластины с поводком, при этом торцевые пазы втулки концентричны нажимным штифтам, а поводок выполнен с возможностью взаимодействия с пазом буртика корпуса и полусегментным пазом поворотной оси.
2. Запирающий механизм по п.1, отличающийся тем, что лепестковая пружина выполнена из листового материала с количеством лепестков, равным количеству запирающих штифтов.
3. Запирающий механизм по п.1, отличающийся тем, что он снабжен уплотнительным кольцом, расположенным в торцевой канавке шайбы, через которую проходит хвостовик поворотной оси.
