КЛЮЧ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОГО ЗАМКА

Полезная модель относится к отпирающим устройствам, в частности к конструкции ключей для электронных замков и может найти широкое применение при отпирании замков, установленных на подъездах, квартирах, сейфах, торговых автоматах, гаражах и т.п.
Известен ключ для электронного замка, включающий основание из немагнитного материала, снабженное выполненными в нем углублениями, заполненными элементами кодирования, изготовленными из магнитного материала, при этом код ключу задается намагничиванием, по меньшей мере, одного из этих элементов (см. патент US №5085062, М. кл. Е05В 47/00; М. кл. US 70/276; 70/413, опубл. 27.09.1989 г.).
Данный ключ имеет сдвигающийся кожух, фиксирующий расположенные в углублениях кодирующие элементы. Элементы кодирования представляют собой предварительно намагниченные диски. Углубления, выполненные в основании, могут быть заполнены, по меньшей мере, одним намагниченным диском. Таким образом, для каждого углубления возможны три варианта намагничивания: намагниченность в одном направлении, намагниченность в противоположном направлении и отсутствие магнитного поля вообще.
К недостаткам данной известной конструкции ключа можно отнести то, что, во-первых, комбинация кода может быть подобрана самостоятельно, без привлечения производителя ключа или обслуживающего персонала, что снижает секретность данного ключа и, как следствие, секретность замка.
Во-вторых, возможно случайное изменение кодовой комбинации, например, при случайном открывании кожуха, выпадении одного или нескольких магнитов, которые, впоследствии, могут быть неверно вставлены в углубления, что делает ключ непригодным для использования.
Известен ключ для электронного замка, выбранный в качестве ближайшего аналога, включающий, по меньшей мере, одну поверхность из немагнитного материала с выполненным на ней, по меньшей мере, одним углублением и, расположенным, по меньшей мере, в одном из углублений магнитным материалом, образующим по меньшей мере одну зону кодирования, код ключу задается намагничиванием зоны кодирования путем приложения магнитного поля с формированием, по меньшей мере, одного элемента кодирования и осуществляется после жесткого соединения магнитного материала с поверхностью углубления из немагнитного включающий (см. патент RU №20334, М. кл. 7: Е05В 47/00; Е05В 19/26, опубл. 27.10.2001 г.).
Задача, на решение которой направлена данная известная полезная модель, является повышение эффективности ключа. Данная задача, достигается за счет того, что в известной конструкции ключа, полностью исключена вероятность подбора комбинации кода случайными лицами, поскольку для этого необходима специальная оснастка. Кроме того, жесткое соединение магнитного материала будущих кодирующих элементов с поверхностью из немагнитного материала, снижает вероятность изменения кодовой комбинации по причине их случайного выпадения из углублений. Помимо этого, конструкция известного ключа удобна в эксплуатации, поскольку не имеет дополнительного защитного кожуха, предохраняющего элементы кодирования от выпадения при случайном открытии данного кожуха.
Однако, в известной конструкции ключа, не обеспечивается необходимая надежность закрепления элементов кодирования в углублениях. Это связано с тем, что данные элементы кодирования имеют слишком миниатюрные размеры (диаметр около 7 мм, толщина при выполнении углубления сквозным - около 1,7 мм, а при выполнении углубления не сквозным - еще меньше) и все манипуляции с ними могут быть выполнены только с помощью пинцета. Таким образом, при нанесении, например, клея на боковую поверхность элемента кодирования, часть поверхности под щеками пинцета остаются свободными от клея. После помещения данного элемента в углубление закрепление его в углублении произойдет только в тех местах, которые покрыты клеем.
В случае выполнения углубления сквозным и при нанесении клея на поверхность углубления, часть клея по причине своей текучести вытечет из углубления и закрепление элемента в таком углублении будет не достаточно надежным. В случае же выполнения углубления не сквозным большая часть клея, опять же из своей текучести стечет на дно углубления и установленный в него элемент также будет закреплен в нем не всей своей поверхностью, а только в донной части. Все это значительно снижает надежность крепления элементов кодирования и значительно снижает срок службы готового изделия.
Кроме того, процесс изготовления готового изделия по ближайшему аналогу очень трудоемкий:
- на каждый элемент кодирования и/или на внутреннюю поверхность углубления необходимо нанести клей, при этом каждый элемент кодирования необходимо удерживать пинцетом из-за миниатюрности размеров;
- элемент кодирования пинцетом необходимо вставить каждый в свое углубление.
То есть процесс изготовления готового изделия по ближайшему аналогу имеет низкую технологичность и, как следствие, низкую производительность.
Таким образом, техническим результатом, на решение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности закрепления элементов кодирования в углублениях и, как следствие, повышение срока службы готового изделия. Технический результат заключается в реализации надежного соединения элемента кодирования из заявленной смеси с материалом углубления, выполненного в основании и в которое этот элемент помещен.
Другим техническим результатом, на решение которого также направлена заявляемая полезная модель, является снижение трудоемкости изготовления готового изделия и, как следствие, повышение производительности процесса изготовления готового изделия.
Указанные технические результаты достигаются тем, что ключ для электронного замка, включающий, по меньшей мере, одну поверхность из немагнитного материала с выполненным на ней, по меньшей мере, одним углублением и, расположенным, по меньшей мере, в одном из углублений магнитным материалом, образующим, по меньшей мере, одну зону кодирования, код ключу задается намагничиванием зоны кодирования путем приложения магнитного поля с формированием, по меньшей мере, одного элемента кодирования и осуществляется после жесткого соединения магнитного материала с поверхностью углубления из немагнитного материала, согласно полезной модели, в качестве магнитного материала используют смесь из магнитного порошка и связующего материала при следующем соотношении компонентов (масс.%):
магнитный порошок 20-80
связующий материал 80-20,
которую набивают, по меньшей мере, в одно углубление в поверхности из немагнитного материала.
При выполнении углубления в поверхности из немагнитного материала несквозным, ключ может дополнительно содержать пластину из немагнитного материала, жестко закрепленную со стороны расположения углубления после отверждения в нем магнитного материала.
А при выполнении углубления на поверхности из немагнитного материала сквозным, ключ может дополнительно содержать пластины из немагнитного материала, жестко закрепленные с обеих сторон поверхности после отверждения магнитного материала.
Использование в качестве магнитного материала заявляемой смеси в заявляемых соотношениях и применение для производства ключа набивки этой смесью углубления (-ий), выполненных на поверхности из немагнитного материала, позволяет значительно повысить надежность закрепления элементов кодирования в теле ключа, что и обеспечивает значительное повышение долговечности срока службы готового изделия.
Надежность закрепления элемента кодирования из заявленного материала обеспечивается за счет достижения полного контакта связующего материала заявляемой смеси со всей поверхностью углубления, в которое данный элемент помещен, причем независимо от формы конфигурации углубления, поскольку в смеси связующий материал распределен равномерно по всей ее массе, независимо от того, где находится материал у основания, в фигурном пазу изделия или у входного отверстия.
Использование заявленной смеси магнитного порошка со связующим для изготовления элементов кодирования позволяет значительно снизить трудоемкость изготовления готового изделия. Это обеспечивается благодаря тому, что исключается необходимость предварительного нанесения клея на поверхности, как углубления, так и самого элемента и удерживание элементов кодирования с помощью пинцета. Появляется возможность одновременного заполнения нескольких углублений, причем независимо от формы поперечного сечения углубления. Снижение трудоемкости изготовления позволяет увеличить скорость изготовления одного изделия, что в итоге обеспечивает повышение производительности процесса.
Наличие дополнительных пластин из немагнитного материала, жестко закрепленных после отверждения магнитного материала с одной или с двух сторон основания, в зависимости от варианта выполнения углубления (-ий) сквозным, или несквозным, позволяет еще в большей степени повысить срок службы готовых изделий. Это обеспечивается за счет повышения надежности закрепления готового ключа, поскольку, наличие этих дополнительных пластин значительно улучшает эксплуатационные показатели готового изделия (жесткость, износостойкость, исключение выпадения элементов кодирования, в частности, при падении ключа на твердую поверхность, например, при сбрасывании ключа гостям или лицу, забывшему его, из окна многоэтажного дома и т.п.).
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 изображена принципиальная схема заявляемого ключа; на фиг.2 - варианты поперечных сечений ключа, имеющих «n» поверхностей; на фиг.3, 4 и 5 - варианты расположения углублений на поверхности основания: а) сквозные, б) расположенные вдоль поверхности в один ряд, в) расположенные в 2 ряда, г) расположенные поперек поверхности в три ряда.
Ключ содержит поверхность из немагнитного материала (текстолит, оргстекло, полиамид и т.п.), являющуюся основанием 1, в котором выполнены углубления 2. Углубления 2 в поперечном сечении могут иметь различную конфигурацию, например: окружность, овал, квадрат, треугольник, трапеция, ромб, прямоугольник и т.п. Данные углубления 2 могут быть выполнены как сквозными, так и не сквозными. В продольном сечении данные углубления 2 также могут иметь различную конфигурацию: прямоугольник, трапецию, треугольник (обратный - с большим основанием со стороны заполнения углубления смесью) и т.п.
Количество углублений 2 в основании 1 и их расположение может быть различным и зависит от желания потребителя иметь то или иное количество вариантов кодовых комбинаций. Например, углубления 2, могут быть выполнены несквозными (фиг.1 вид по стрелке А), сквозными или расположены в один или несколько рядов вдоль или поперек основания (см. рис.3 а, б, в, г). Или углубление 2 может занимать практически всю поверхность основания 1 (см. рис.4), или быть выполнено в виде одного или нескольких, сплошных длинных углублений, расположенных вдоль или поперек основания (см. рис.5). Могут иметь место и другие варианты расположения углублений 2 в основании 1, например, одновременно с двух сторон основания 1, разнесенные по его поверхностям.
Выполненные в основании 1 углубления 2 набивают (плотно вдавливают) смесью магнитного порошка и связующего материала и выдерживают для отверждения связующего материала. В результате отверждения связующего материала, смесь магнитного порошка со связующим материалом жестко соединяется с материалом углубления 2, в которое он помещен. В результате образуются зоны кодирования 3.
Поперечное сечение зон кодирования 3 зависит от варианта сечения выполненного углубления 2.
Зоны кодирования 3 по отношению к углублению 2 могут занимать разное положение: например немного выступать над поверхностью основания или, наоборот, утопать в данном углублении 2, или быть расположенными на одном уровне с поверхностью основания 1.
Полученные зоны кодирования 3 первоначально находятся в нейтральном состоянии, то есть не имеют намагниченности.
После отверждения связующего материала, получается по меньшей мере одна зона кодирования, выполненная из полимерного магнита, жестко соединенная с основанием из немагнитного материала.
Смесь магнитного порошка и связующего материала готовят следующим образом.
2
2
В качестве исходного материала для изготовления магнитного порошка, могут использовать, как один из вариантов, лом постоянных спеченных магнитов, предварительно размагниченных в установке для размагничивания и затем раздробленных. Полученную при дроблении фракцию отсеивают сначала через сито с размером ячеек 5×5 мм. Данный отсев далее подвергают размолу в шаровой микромельнице. Дальнейший отсев производят через сито с размером ячеек 0,5×0,5 мм. Полученный порошок тщательно смешивают со связующим материалом в заявляемых соотношениях.
В качестве материала магнитного порошка могут применяться, помимо лома магнитного порошка, магнитные порошки феррита бария, феррита стронция, ЮНД, ЮНКД (ални, алнико), РЗМ (неодим-железо-бор, самарий-кобальт) и их смеси.
В качестве связующего материала возможно использование различных синтетических смол (эпоксидных, полиэфирных, фенольных), силиконов и смесей на их основе (кремнийорганических компаундов и герметиков), полиуретанов. Массовое содержание магнитного порошка в смеси может составлять от 20 до 80 мас.%. Содержание связующего материала также составляет от 20 до 80 масс.%.
Отверждение связующего, например, эпоксидной смолы производят при температуре 20-80°С в течение 4-6 часов. В зависимости от марки отвердителя отверждение производят или на воздухе или в печи.
После жесткого соединения смеси с материалом углубления 2 заготовку ключа помещают в кодирующее устройство (установка для намагничивания или специальное приспособление для намагничивания), которое задает ключу код. В результате намагничивания зон кодирования 3, формируются элементы кодирования 4.
Так в случае выполнения конструкции ключа, имеющей одно основание 1 из неметаллического материала, с количеством углублений 2 на данном основании 1 равным 15, код ключу может быть представлен по схеме N и S.
Конструкция ключа может иметь различные сечения, например, как показано на фиг.2 - прямоугольник, треугольник, квадрат, цилиндр, шестигранник. Количество граней (количество поверхностей ключа) может быть различным: например «n» граней. Это может быть также и многоугольник, имеющий не только острые или тупые углы, но и комбинацию этих углов, например, пятиугольная звезда.
Ключ работает следующим образом.
Ключ, с заданным магнитным кодом, вставляется в прорезь замка (считывающего устройства), имеющую сечение, повторяющее сечение ключа. Считывающее устройство, снабженное датчиками, чувствительными к магнитному полю, расположенными так, чтобы выходной сигнал датчиков позволял определить направление магнитного поля, перпендикулярного поверхности вставляемого в прорезь считывающего устройства магнитного ключа.
Считывание производится динамически в процессе продвижения ключа в считывающее устройство, перпендикулярно плоскости, в которой расположена прорезь, повторяющая форму сечения ключа.
Окончание процедуры считывания определяется моментом прохождения последнего намагниченного участка (элемента кодирования) ключа около соответствующего датчика.
Сигналы от датчиков поступают на вход микропроцессорного блока, который формирует код, задаваемый этим ключом, а также определяет момент окончания процедуры считывания и производит сравнение считываемого кода с занесенным заранее в память блока и, в зависимости от результатов сравнения, принимает решение о совпадении или несовпадении кода ключа и выдает соответствующий сигнал на открытие или не открытие замка.
Примеры составов смеси магнитного порошка и связующего
материала представлены в таблице.
Таблица №1.
Пример
Магнитный порошок (марка и количество)
Связующий материал (марка и количество)
Расположение и формауглублений
Наличие дополнительной пластины
Пример
Магнитный
Эпоксидная
Углубления
Дополнитель
№1
порошок феррита бария марки А (двойной ферритизации) 50 мас.%
смола ЭД-20 с отвердителем Этинол 45 и пластификатором ДБФ50 мас.%
сквозные, расположены вдоль поверхности основания в два ряда.
ные пластины расположены с обеих сторон основания
Пример №2
Магнитный порошок на основе РМ3-неодим-железо-бор20 мас.%
Кремний-органический компаунд Виксинт ПК-68 (двухкомпонентный)80 мас.%
Углубления несквозные, расположенные в два ряда на поверхности основания
Отсутствует
Пример №3
Магнитный порошок из лома феррит-бариевых магнитов80 мас.%
Полиэфирная смола ПН-609-21М20 мас.%
Углубление несквозное, занимающее практически всю поверхность основания с одной стороны
Дополнительная пластина закреплена на ключе со стороны расположения углубления, заполненного магнитным материалом
Пример №4
Магнитный порошок на основе РМ3-неодим-железо-бор15 мас.%
Кремний-органический компаунд Виксинт ПК-68 (двухкомпонентный)85 мас.%
Углубления несквозные, расположенные в два ряда на поверхности основания
Отсутствует
Пример №5
Магнитный порошок феррита бария марки А (двойной ферритизации) 85 мас.%
Эпоксидная смола ЭД-20 с отвердителем Этинол 45 и пластификатором ДБФ15 мас.%
Углубления сквозные, расположены вдоль поверхности основания в два ряда.
Дополнительные пластины расположены с обеих сторон основания
Таблица №2
Пример
Прочностные характеристики
Остаточная магнитная индукция Вг (Тл)
Коэрцитивная сила Нсв(кА/м)
Время изготовления 1 изделия
1
2
3
4
5
Пример №1
Срок службы -1,5 года (18 месяцев)
0,1-0,12
65-75
Время заполнения 6 углублений в основании составляет: 15 секунд на одно изделие. Время приготовления смеси магнитного порошка со связующим материалом составляет 15 минут. Однако, поскольку смесь готовится сразу на всю партию деталей (количество штук в партии составляет от 400 до 600 шт. и определяется временем желатинизации смеси), то время приготовления смеси на одно изделие составляет примерно от 1,5 - 2,25 секунд. Общее время изготовления 1 изделия составляет: от 16,5 до 17,25 секунд
Усилие для разрушения элементов кодирования -количество ударов до начала разрушения -
110
Пример №2
Срок службы -не ограничен
0,3-0,4
360-450
Время заполнения 6 углублений в основании составляет: 25 секунд на одно изделие. Время приготовления смеси магнитного порошка со связующим материалом составляет 10 минут. Однако, поскольку смесь готовится сразу на всю партию деталей (количество штук в партии составляет от 100 до 150 шт. и определяется временем желатинизации смеси), то время приготовления смеси на одно изделие составляет примерно от 4 - 6 секунд. Общее время изготовления 1 изделия составляет: от 29 до 31 секунд
Усилие для разрушения элементов кодирования -количество ударов до начала разрушения - не определяется
Пример №3
Срок службы -не ограничен
0,15-0,2
150- 175
и
Усилие для разрушения элементов кодирования количество ударов до начала разрушения - 90
Пример №4
Срок службы - 6 месяцев
0,14-0, 18
90-110
-“-
Усилие для разрушения элемента кодирования - количество ударов до начала разрушения - 34
Пример №5
Срок службы не ограничен
Магнитные свойства полученной композиции имеют большой разброс по объему (неоднородность)
Магнитные свойства полученной композиции имеют большой разброс по объему (неоднородность)
Усилие для разрушения элементов кодирования -
количество ударов до начала разрушения - не определяется
Пример №6 (по аналогу)
Срок службы 8 месяцев
0,25-0,35
300-360
Время сборки готового изделия, содержащего 6 элементов кодирования составляет 10 минут.
Усилие для разрушения элемента кодирования -количество ударов до начала разрушения - 46