ЦИЛИНДРОВЫЙ МЕХАНИЗМ ЗАМКА С АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНОЙ КОДА И ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИМ КЛЮЧОМ
CYLINDER MECHANISM OF LOCK WITH AUTOMATIC REPLACEMENT OF CODE AND TELESCOPIC KEY

Изобретение относится к запирающим устройствам и может быть использовано в замках различных объектов, например сейфов, автомобилей, служебных помещений, товарных складов, квартир, для исключения несанкционированного доступа к охраняемым объектам, а также их системам и элементам, представляющим собой материальные ценности или источники повышенной опасности.
Известен цилиндровый механизм замка [1], включающий в себя корпус с размещенными в нем подпружиненными штифтами, установленный в корпусе цилиндр с размещенными в нем штифтами, контактирующими с подпружиненными штифтами корпуса.
Недостатком этого замка является наличие возможности его открывания отмычкой путем последовательного перемещения штифтов корпуса в крайнее верхнее положение и фиксации их в нем за счет вращательного усилия, прикладываемого к цилиндру замка, обеспечивающего незначительное смещение пазов корпуса и цилиндра относительно продольной оси, препятствующее возвращению штифта, расположенного в корпусе в исходное положение.
Кроме этого анализ цилиндровых механизмов, проведенный в работе [3], показывает, что в цилиндровых механизмах замков [1] цилиндр и корпус имеют соответственно выпуклую и вогнутую поверхности, между которыми проходит воздушная граница их раздела. При открытом замке (при расторможенном цилиндре относительно корпуса) с этой выпукло-вогнутой границей раздела цилиндра и корпуса должна совпадать плоская граница раздела контактирующих между собой штифтов корпуса и цилиндра. Это обстоятельство вынуждает закруглять контактирующие между собой торцы штифтов корпуса и цилиндра, что неизбежно приводит к уменьшению числа дискретных положений каждой пары штифтов. Для увеличения числа дискретных положений применяют штифты с возможно меньшим (исходя из требуемой механической прочности замка) диаметром, обычно порядка 1,0 мм, благодаря чему соседние дискретные положения каждой пары штифтов (торцы каждой пары штифтов приходится закруглять) отличаются между собой не менее чем на 0,5 мм. Поэтому практически современные цилиндровые механизмы со штифтовыми задержками могут иметь не более 6-7 дискретных положений контактирующих между собой штифтов, что обеспечивает, например, для наиболее распространенного 6-штифтового замка получение соответственно 46.656 и 117.649 кодов, что явно недостаточно. Увеличение же секретности цилиндрового механизма за счет увеличения количества штифтов неприемлемо по причине увеличения длины цилиндрового механизма. К тому же, в настоящее время не существует инструмента, позволяющего проверить номер кода данного замка, поэтому цилиндровые замки выпускаются обезличенными, т.е. не имеют номера замка, соответствующего данному номеру кода. Поэтому покупатель при покупке замка не имеет возможности проверить степень секретности замка, а должен надеяться на доброе имя завода-изготовителя замка.
Кроме того, при малом диаметре штифтов спиральные пружины корпуса замка приходится изготавливать из проволоки малого диаметра, поэтому с точки зрения надежности работы пружины в цилиндровом замке являются наиболее слабым звеном: пружины могут выходить из строя со временем, а также от механических перегрузок (вибраций), низких температур и других неблагоприятных факторов.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому цилиндровому замку с автоматической сменой кода и телескопическим ключом является цилиндровый механизм замка [2], содержащий корпус, в котором размещен поворотный цилиндр, размещенные в аксиальных отверстиях корпуса и поворотного цилиндра толкающие и подпружиненные запирающие штифты, нажимной ключ с выступами, при этом аксиальные отверстия корпуса и поворотного цилиндра выполнены в вершинах правильного n-угольника, где n - целое число, большее двух.
В этом цилиндровом механизме замка работает один набор кодовых штифтов.
Принципиальным отличием предлагаемого механизма замка является увеличение количества кодовых штифтов, размещение их в вершинах правильных n-угольников, вписанных в концентрические окружности, и автоматическая смена кода при каждом открывании замка, что увеличивает секретность (количество уникальных кодовых комбинаций для данного типа замка) и стойкость к разрушающим (силовым) и неразрушающим (интеллектуальным) способам вскрытия. Для разблокировки замка предложен ключ, выполненный в виде телескопически расположенных относительно друг друга трубок разного диаметра, которые установлены с возможностью ввинчивания одна в другую и регулирования положения трубок с помощью шкалы, выполненной на внешней стороне каждой трубки.
Цель изобретения состоит в повышении защищенности замка от действий, направленных на его отпирание нештатным образом при отсутствии ключа за счет автоматической смены кодов при каждом открытии замка; повышении секретности цилиндрового механизма за счет увеличения числа дискретных положений каждой пары штифтов при той же амплитуде их перемещения; увеличении надежности работы цилиндрового механизма за счет увеличения диаметра штифтов, а следовательно, и увеличения диаметра проволоки, из которой изготавливаются спиральные пружины.
Поставленная цель достигается тем, что в конструкцию цилиндрового механизма замка, содержащего корпус, в котором размещен поворотный цилиндр, размещенные в аксиальных отверстиях корпуса и поворотного цилиндра толкающие и подпружиненные запирающие штифты, нажимной ключ с выступами, при этом аксиальные отверстия корпуса и поворотного цилиндра выполнены в вершинах правильного n-угольника, где n - целое число, большее двух, внесены изменения: корпус замка выполнен в виде полого цилиндра, одно основание закрывается крышкой, диаметр отверстия другого основания меньше внутреннего диаметра корпуса с двумя проточенными пазами для ориентации телескопического ключа и обеспечения поворота ключа на определенный угол; в корпусе замка размещают четыре полнотелых цилиндра, первый фиксируется в корпусе замка, второй, третий и четвертый цилиндры изготавливают поворотными, третий цилиндр вращается в одном направлении, по касательной в местах размещения второго и четвертого цилиндров в корпусе сделаны сквозные отверстия для крепления ригеля замка ко второму и четвертому цилиндрам и перемещения ригеля вокруг оси вращения цилиндров на определенный угол; в первом цилиндре по нормали к его основанию выполнены сквозные отверстия. Количество отверстий равно количеству правильных n-угольников, вписанных в концентрические окружности. Отверстия размещаются в вершине каждого n-угольника радиально либо по дуге (см. фиг.4).
Внутри отверстий расположены подпружиненные штифты равной длины, первый цилиндр зафиксирован от перемещения внутри корпуса; вплотную к основанию первого цилиндра установлен, с возможностью вращения вокруг продольной оси, второй цилиндр со сквозными отверстиями, соосными отверстиям в первом цилиндре, диаметр отверстий со стороны третьего цилиндра меньше диаметра отверстий со стороны первого цилиндра для ограничения хода штифта, форма которого совпадает с формой отверстия; вплотную к основанию второго цилиндра установлен третий цилиндр, с возможностью вращения в одном направлении вокруг продольной оси, с набором, подпружиненных в направлении от второго цилиндра, штифтов различной (кодовой) длины, размещенных в отверстиях в вершинах правильных n-угольников, вписанных в концентрические окружности (см. фиг.4), цилиндр изготавливается сборным для предотвращения выпадения штифтов из отверстий; вплотную к основанию третьего цилиндра установлен четвертый цилиндр со сквозными отверстиями, соосными отверстиям в первом цилиндре, в отверстия вставлены штифты, которые со стороны третьего цилиндра контактируют с кодовыми штифтами и через них со штифтами, расположенными в первом цилиндре замка, а с другой стороны контактируют с телескопическим ключом, со стороны ключа по оси на четвертом цилиндре имеется фигурный выступ для ориентации ключа и поворачивания механизма замка; ключ выполнен в виде телескопически расположенных относительно друг друга трубок разного диаметра, которые установлены с возможностью ввинчивания одна в другую при приложении вращательного усилия к жестко связанным с ними поворотным кольцам и регулирования длины хода винтового движения с помощью шкалы, выполненной на внешней стороне каждой трубки; трубка с самым маленьким диаметром навинчивается на стержень, имеющий шкалу, стержень со стороны, контактирующей с замком, имеет фигурный вырез в продольном направлении, а с другой стороны - выступ и отверстие в продольном направлении с резьбой; на ключ надевается защитный полый цилиндр, в торцевой стенке которого имеется отверстие, повторяющее форму выступа на стержне, корпус фиксируется на стержне винтом.
На фиг.1 и 2 в продольном разрезе соответственно изображены виды цилиндрового механизма замка и цилиндрового механизма замка со вставленным в него ключом. На фиг.3 показан продольный разрез ключа в целом. На фиг.4 показаны размещение отверстий на цилиндре 4 и цилиндре 1.
Цилиндровый механизм замка состоит из корпуса 1, в котором сквозные отверстия 16 для хода ригеля 13 на определенный угол, крышки корпуса 2, цилиндров 3, 4, 5, 6, канала 7 для ключа, пружин 8, 9 и штифтов 10, 11, 12, ригеля 13, жестко связанного с цилиндрами 4, 6.
Ключ состоит из телескопически расположенных относительно друг друга трубок 17, несущего стержня 18 с фигурным отверстием 19, на которых имеется шкала 20, защитного корпуса 21, одного выступа на корпусе 22.
Телескопически расположенные относительно друг друга трубки 17 установлены в ключе таким образом, что при помещении ключа в канал замка 7 торцевая часть каждой из них может контактировать только с одним штифтом 12 цилиндра 6.
Сквозные отверстия в неподвижном цилиндре 3 замка и подвижного цилиндра 4 выполнены так, чтобы они совпадали друг с другом только тогда, когда замок закрыт и ригель в одном из крайних положений.
Защитный корпус 21 служит для закрытия от посторонних кода, набранного на ключе (оцифрованного расположения  относительно друг друга трубок 17 и стержня 18), и предохранения от случайных повреждений и загрязнения резьбы и шкалы 20 трубок 17 и стержня 18.
Отверстие в стержне 19 служит для ориентации ключа и поворачивания механизма замка. Выступ 22 на корпусе ключа сделан для ориентации ключа и поворачивания его и механизма замка на определенный угол. Открывание замка осуществляется вращением корпуса ключа и через него стержня ключа и механизма замка на определенный угол.
Работа цилиндрового механизма замка состоит в следующем.
В исходном состоянии, когда ключ находится вне замка (замок закрыт), штифты 10 частично находятся в отверстиях цилиндра 4 и препятствуют вращению цилиндра 4 и ригеля 13, блокируют возможность открывания замка (см. фиг.1).
Установка ключа (фиг.3), ориентированного выступом 22 в паз 14, с правильно выставленной комбинацией расположения  относительно другдруга трубок 17 и стержня 18 в канал 7 (см. фиг.2) приводит к тому, что контактирующие между собой штифты 12, 11, и 10 устанавливают торцы штифтов 9 и 10 в поверхности раздела стенок цилиндров 3 и 4. Такое положение вышеперечисленных элементов замка приводит к растормаживанию цилиндра 4 относительно цилиндра 3. При вращении ключа цилиндры 4, 5, 6 поворачиваются на определенный угол и ригель 13 приводит в действие запорный механизм замка. Замок открывается.
Изъятие ключа из замка приводит к тому, что штифты 11 занимают исходное положение в цилиндре 5 и проталкивают штифты 12 в цилиндр 6, цилиндр 5 остался провернутым на определенный угол, под действием запорного механизма на ригель 13 цилиндры 4 и 6 поворачиваются в обратном направлении и занимают исходное положение, при котором штифты 10 частично размещаются в отверстиях цилиндра 4, соосно отверстиям в цилиндрах 3 и 4 расположен набор других отверстий цилиндра 5 с другим набором кодовых штифтов - код замка изменился. Замок снова заперт (см. фиг.1).
Установка ключа даже с одной неправильно расположенной трубкой 17 относительно других правильно установленных трубок 17 и стержня 18 не приведет к разблокировке цилиндрового механизма. В этом случае торцы пары контактирующих между собой штифтов 10 и 11, расположенной напротив такой трубки, установятся внутри или цилиндра 3 или подвижного цилиндра 4, что препятствует вращению последнего вокруг своей продольной оси и, как следствие, блокирует возможность открывания замка.
Заявляемое техническое решение может быть использовано в комплексных системах безопасности объектов охраны различного целевого назначения в составе запорного устройства. На бытовом уровне возможно его применение в составе дверного или гаражного замка.
В целом конструкция данного замка как-то - полый цилиндр с набором полнотелых цилиндров, упрощает процесс сборки замка и процесс замены цилиндра с набором кодовых штифтов, тем самым повышается оперативность смены кодов и количество кодов, используемых на одном замке.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Авторское свидетельство №1180469, СССР, 1983 г.
2. Описание изобретения к заявке №2000110514/12 от 24.04.2000, Россия.
3. Описание изобретения к заявке №94009199/12 от 20.11.95, Россия, Бюл. №32.