EA011118B1 - Система ключ-замок с дополнительными комбинациями - Google Patents

Abstract

Система из ключей и замков с очень большим количеством кодовых комбинаций. Замок (200) содержит боковые запирающие кулачки (206), имеющие качающиеся штифты (208) с асимметрично расположенной контактирующей с ключом частью (220r), которая взаимодействует с волнообразным кодовым рисунком (105), сформированным на боковой стороне ключа (100).

Description

Настоящее изобретение относится к системе из ключей и замков (далее именуемой системой ключ-замок) с высокой степенью защиты и с очень большим количеством кодовых комбинаций. Эта система относится к такому типу, в котором лезвие ключа имеет на одной своей стороне волнообразную направляющую поверхность, которая при вводе ее в соответствующий замок, снабженный поворотным цилиндром, взаимодействует с одним или несколькими боковыми запирающими кулачками, связанными с боковым запорным механизмом, служащим для фиксации цилиндра в отношении поворота. Подобные системы из ключей и замков известны из патентов США № 4756177 и 5715717 (выданных на имя автора настоящего изобретения).

Изобретение относится также к ключу или к заготовке ключа, к способу изготовления таких ключей и к боковому запирающему кулачку для использования в указанной системе.

Более конкретно, в предлагаемую систему ключей и замков входят такие замки, каждый из которых содержит корпус с цилиндрической выточкой, цилиндр, установленный с возможностью вращения в указанной выточке и имеющий продольный ключевой паз и боковые запирающие кулачки, которые расположены в ряд сбоку от ключевого паза и взаимодействуют с запорным средством для блокирования цилиндра от вращения в цилиндрической выточке, причем по меньшей мере один из боковых запирающих кулачков установлен в ассоциированной с ним полости с возможностью подъема и поворота внутри указанной полости и содержит цилиндрическую часть и штифт, выступающий в поперечном направлении из указанной цилиндрической части, указанный подъем осуществляется с преодолением усилия, направленного вдоль указанной полости, а поворот боковых запирающих кулачков обеспечивается качанием ассоциированного с ним штифта и ограничивается двумя конечными угловыми положениями, соответствующими конечным положениям штифта при его качании.

В систему входят также такие ключи, которые содержат вытянутое в продольном направлении лезвие ключа, выполненное с возможностью ввода в ключевой паз цилиндра замка, ассоциированного с указанным ключом, причем на боковой стороне лезвия ключа имеется боковой кодовый рисунок, который образует волнообразную направляющую поверхность, включающую наклонный участок на свободном концевом отрезке лезвия ключа, волнообразная направляющая поверхность выполнена с возможностью взаимодействия со штифтом по меньшей мере одного бокового запирающего кулачка, заставляя его следовать за изменениями данной поверхности, при вводе лезвия ключа в ключевой паз боковой запирающий кулачок вынужден подниматься под воздействием указанного усилия, а штифт вынужден перейти посредством качания в заданное угловое положение.

Уровень техники

Подобные системы ключ-замок, известные из названных патентов США, обеспечивают высокую степень защиты по сравнению с обычными системами, не имеющими поворотных запирающих кулачков и установленных на них качающихся штифтов. Может быть получено большое количество кодовых комбинаций, причем очень трудно взломать замки или воздействовать на них иным образом. Запирающие кулачки видны в ключевом пазе лишь частично. Поэтому их положения по высоте и повороту, соответствующие кодам, не могут быть определены путем осмотра через ключевой паз или даже при определении положений штифтов с помощью соответствующего инструмента.

Каждый из боковых кодирующих участков волнообразной направляющей поверхности (т.е. участков бокового кода, иногда называемых боковыми бородками) лезвия известного ключа образован углублением, у которого имеются два отходящих наклонно вверх участка, плавно примыкающих к этому углублению на каждой из его продольных сторон. Кроме того, в международной заявке РСТ/8Е04/001312, принадлежащей заявителю настоящего изобретения (и в выданном на ее основе патенте ЕА200600434 А1, 25.08.2006), было предложено разместить некоторые из боковых кодирующих участков на верхнем кодовом уровне, где направляющая поверхность является, по существу, плоской.

Возможное количество боковых кодирующих участков, ассоциированных с конкретным боковым запирающим кулачком в кодовой структуре, определяется различными комбинациями заданных вертикальных уровней и количеством продольных позиций по отношению к боковому запирающему кулачку. В типичной системе, которая находится в продаже в течение многих лет, количество боковых запирающих кулачков равно пяти (в дополнение к шести расположенным центрально кулачкам, взаимодействующим с верхней кромкой лезвия ключа). Та часть боковой стороны лезвия, в которой выполнены волнообразная направляющая поверхность или боковые бородки, имеет относительно небольшую высоту (измеряемую перпендикулярно продольному направлению лезвия ключа), составляющую, например, около 2,0 мм. Как следствие, при условии четкого различения различных кодов можно использовать

- 1 011118 только ограниченное количество вертикальных уровней, например два уровня, соответствующие расстояниям 0,60 и 1,20 мм от нижнего края лезвия ключа.

Такие различающиеся уровни соответствуют конкретному поворотному положению штифта ассоциированного бокового запирающего кулачка. В ранее использовавшихся вариантах имеются два вертикальных уровня, соответствующих каждому конечному положению штифта (при повороте этого штифта в пределах от +15° до -15°), и два дополнительных вертикальных уровня, соответствующих промежуточному угловому положению (углу поворота, равному 0°), причем каждый из этих уровней расположен немного выше, чем ранее упомянутые уровни (например, на расстояниях 0,90 и 1,50 мм). Имеется также вышеупомянутый верхний уровень, образующий еще одну кодовую позицию, которая может быть независимой от конкретного углового положения штифта.

Таким образом, для каждого бокового запирающего кулачка в рассмотренном примере существует семь возможных кодов, соответствующих двум кодирующим участкам на различных вертикальных уровнях, соответствующих конечному положению штифта под углом +15°;

двум кодирующим участкам на различных вертикальных уровнях, соответствующих конечному положению под углом -15°;

двум кодирующим участкам на различных, немного более высоких вертикальных уровнях, соответствующих промежуточному угловому положению, и дополнительному кодирующему участку на самом верхнем вертикальном уровне. В результате наличия 7 возможных кодирующих участков для каждого бокового запирающего кулачка можно получить 7x7x7x7x7=16807 различных комбинаций.

Разумеется, представляется желательным еще более увеличить это значительное количество комбинаций. Однако размеры ключей в высокой степени стандартизованы и выбраны с учетом существующих производственных возможностей. Практически невозможно расположить вертикальные уровни ближе друг к другу или использовать более трех поворотных положений. Поэтому представляется необходимым найти иной путь увеличения количества кодовых комбинаций.

Сущность изобретения

С учетом изложенного основной задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка конструкции замка и ключа, обеспечивающей еще большее количество кодовых комбинаций при сохранении общих размеров замков и ключей системы. Дальнейшая задача состоит в обеспечении хорошо контролируемого процесса изготовления ключей и заготовок ключей, так что пользователи системы ключ-замок могут быть уверены в том, что их ключ является уникальным и не может быть легко воспроизведен неуполномоченными на это лицами.

Следующими задачами являются дальнейшее повышение уровня безопасности в отношении взлома и манипулирования с замком, обеспечение надежного запирания и возможности использования мастерключа.

Решение указанной основной задачи достигнуто созданием системы на основе цилиндровых замков и соответствующих ключей, обладающей признаками, включенными в п.1 формулы изобретения. Более конкретно, выступающий в поперечном направлении качающийся штифт по меньшей мере одного (или нескольких) или каждого бокового кулачка имеет основание с двумя противолежащими боковыми сторонами, расстояние между которыми выбрано существенно меньшим расстояния между двумя соответствующими им противолежащими поверхностями в канале, расположенном между указанной полостью и указанным ключевым пазом для обеспечения возможности качания штифта между двумя указанными концевыми положениями, и асимметричный свободный концевой отрезок, имеющий контактирующую с ключом часть, которая смещена в периферийном или поперечном направлении относительно центральной плоскости, проходящей через центральную ось указанной цилиндрической части и через центральную зону основания штифта.

При этом положение контактирующей с ключом части сочетается с конкретным заданным угловым положением штифта и с конкретным асимметричным смещением контактирующей с ключом части с увеличением за счет этого количества возможных кодовых комбинаций.

Таким образом, количество кодовых комбинаций дополнительно увеличивается за счет того, что каждое возможное кодирующее положение преобразуется в два или три таких положения в зависимости от количества возможных положений части, контактирующей с ключом, относительно центральной плоскости, в том числе симметрично (в центральной плоскости) или асимметрично, по любую сторону от нее.

Следовательно, имеет место сочетание конкретного положения контактирующей с ключом части на свободном конце штифта кулачка, (например, двух или трех таких положений) с каждым наклонным положением штифта. Благодаря этому практически количество возможных комбинаций будет превышать 50000, а теоретически превышать 500000 или даже более. Данное увеличение достигается при сохранении надежности процесса запирания.

Разумеется, количество возможных кодовых комбинаций может быть дополнительно увеличено во

- 2 011118 много раз, если снабдить лезвие ключа по меньшей мере одним дополнительным кодовым рисунком, например расположенным на верхней кромке лезвия ключа. В таком случае общее количество кодовых комбинаций может достичь 10000000 или даже превысить это число.

Чтобы облегчить качание штифта каждого кулачка, ширину основания штифта предпочтительно выбрать меньшей, чем диаметр цилиндрической части кулачка.

Другие полезные признаки системы ключ-замок, замка с несколькими специальными боковыми запирающими кулачками, лезвия ключа или его заготовки, а также способа изготовления соответствующего ключа будут представлены в формуле изобретения и станут ясны из нижеследующего описания.

Перечень чертежей

Изобретение будет далее описано более подробно, со ссылками на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют некоторые предпочтительные варианты системы ключ-замок согласно изобретению.

Фиг. 1 иллюстрирует, в перспективном изображении, ключ и цилиндровый замок, который для большей ясности представлен в частичном разрезе.

На фиг. 2 представлен частичный разрез замка плоскостью ΙΙ-ΙΙ, показанной на фиг. 1.

На фиг. 3 представлен частичный разрез замка в зоне расположения бокового запирающего кулачка плоскостью ΙΙΙ, показанной на фиг. 2.

На фиг. 4, в частичном разрезе плоскостью ГУ-ГУ (см. фиг. 1), показаны различные боковые запирающие кулачки, каждый из которых снабжен выступающим в поперечном направлении поворотным штифтом.

Фиг. 5 иллюстрирует, на схематичном виде сбоку, лезвие ключа согласно изобретению с указанием (в виде черных точек) возможных положений участков бокового кода для каждого бокового запирающего кулачка.

Фиг. ба-бб, 7а-7б и 8а-8б иллюстрируют, в увеличенном масштабе, боковые запирающие кулачки, показанные на фиг. 4 и 5, при симметричном (см. фиг. ба-бб) и асимметричном (см. фиг. 7а-7б, 8а-8б) расположении штифтов, имеющих участки, контактирующие с ключом на свободном концевом отрезке штифта. Показан также (хотя и в меньшем масштабе) каждый боковой запирающий кулачок, в том числе в перспективном изображении (фиг. бс, 7с, 8с) и на виде сбоку (фиг. бб, 7б, 8б), а также, в большем масштабе, на виде в направлении конца штифта (фиг. бЬ, 7Ь, 8Ь).

На фиг. 9 на виде сбоку представлено лезвие ключа, иллюстрирующее способ его изготовления с помощью фрезерного резца.

На фиг. 10 лезвие ключа по фиг. 9 представлено в сечении плоскостью Х-Х (см. фиг. 9).

На фиг. 11 и 12 представлены аналогичные сечения плоскостями ΧΙ-ΧΙ и ΧΙΙ-ΧΙΙ (см. фиг. 9), иллюстрирующие воздействие обрабатывающего инструмента на лезвие ключа при формировании волнообразного кодового рисунка.

Фиг. 11а и 12а иллюстрируют модифицированный вариант инструмента.

На фиг. 13 лезвие ключа по фиг. 9 показано на виде сверху.

На фиг. 14-1б показаны различные лезвия ключей, иллюстрирующие применение ключей с конкретными кодами и мастер-ключ.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На фиг. 1 представлены цилиндровый замок и ключ, входящие в систему по изобретению. У ключа 100 имеется захватываемая часть 101 и лезвие 102, которое может вводиться в ключевой паз 201 замка 200. Ключевой паз 201 расположен по длине цилиндра 202, который установлен с возможностью вращения в цилиндрической выточке 203, выполненной в корпусе 204 замка.

В данном варианте лезвие 102 ключа (или заготовки ключа, боковая сторона которой должна быть подвергнута обработке, чтобы сформировать волнообразный кодовый рисунок, особенности которого будут описаны далее) имеет верхний кодовый рисунок (профиль) 103 с фасонными участками, расположенными на его верхней кромке. Этот профиль может быть обычного типа, предназначенного для взаимодействия с центральным рядом запирающих кулачков 205.

В соответствии с изобретением лезвие ключа (или заготовки ключа, на которой еще не вырезан верхний кодовый рисунок) снабжено также боковым кодовым рисунком 105 с участками 104 бокового кода специального типа, схожими с аналогичными участками, описанными в вышеупомянутых патентах США, выданных на имя автора настоящего изобретения. Этот боковой кодовый рисунок образован непрерывной поверхностью, которая может быть охарактеризована как волнообразная направляющая поверхность. При вводе лезвия 102 ключа в ключевой паз 201 замка 200 эта поверхность взаимодействует с рядом боковых запирающих кулачков (в ряду имеется 5 таких кулачков).

Каждый из боковых запирающих кулачков 20б установлен в предназначенной для него полости 207 (см. также фиг. 2, 3 и 4) с возможностью вертикального и поворотного перемещений в этой полости. Каждый кулачок 20б имеет цилиндрическую часть 20бЬ и на своем нижнем конце снабжен штифтом 208, который выступает в ключевой паз 201 и выполнен с возможностью совершать качания при повороте бокового запирающего кулачка 20б внутри полости 207. В частности, когда лезвие ключа введено в ключевой паз 201, штифт 208 бокового запирающего кулачка будет взаимодействовать с направляющей поверхностью и с кодирующими участками 104 лезвия ключа. В результате будут иметь место вертикаль

- 3 011118 ное и поворотное перемещения бокового запирающего кулачка 206 в обратном и прямом направлениях.

На цилиндрической поверхности бокового запирающего кулачка 206, в его задней части (противолежащей штифту 208), имеется пара выточек 209, 210. Одна из них (выточка 209) видна на фиг. 2, тогда как на фиг. 3 видны обе выточки. Между данными выточками 209, 210 имеется перемычка 211, которая входит в соответствующий ей вырез 212 боковой колодки 213, служащей в качестве запорного (блокирующего) элемента для поворотного цилиндра 202. Боковая колодка 213 установлена в углублении 214, выполненном в цилиндре 202 вблизи его наружной цилиндрической поверхности. Она подпружинена в радиальном направлении наружу таким образом, чтобы в нормальном состоянии колодка заходила в соответствующий паз 215, имеющийся в корпусе 204 замка (см. фиг. 2). В этом положении боковая колодка будет эффективно блокировать цилиндр от вращения относительно корпуса 204.

Однако при условии, что в случае ввода ключа с правильно закодированным лезвием 102 в ключевой паз 201 все боковые запирающие кулачки займут правильное положение, их перемычки 211 установятся напротив соответствующих им вырезов 212 в боковой колодке 213. В результате эта колодка сможет сместиться радиально внутрь. Такое движение колодки может быть осуществлено путем поворота лезвия ключа, когда оно введено в замок, так что боковые стенки паза 215 сместят боковую колодку радиально внутрь, в углубление 214. При этом цилиндр 202 приобретает возможность вращения внутри корпуса 204, разумеется, при условии, что любой другой запирающий механизм, например, такой как центральный ряд запирающих кулачков 205, также будет освобожден.

Следовательно, когда лезвие 102 ключа будет глубже вводиться в ключевой паз 201, боковые запирающие кулачки 206 будут поворачиваться в прямом и в обратном направлениях в результате взаимодействия штифтов 208 с направляющей поверхностью лезвия 102 ключа; одновременно они будут перемещаться вверх и вниз. На штифт 208 действует создаваемое спиральной пружиной 216 усилие, направленное вниз и удерживающее штифт в скользящем контакте с направляющей поверхностью. Спиральная пружина 216 установлена в сжатом состоянии между верхней поверхностью бокового запирающего кулачка 206 и внутренней верхней стенкой полости 207 (см. фиг. 2).

Как видно из фиг. 1, боковой кодовый рисунок с кодирующими участками 104 образован, по существу, волнообразной направляющей поверхностью 105, часть которой образована наклонной поверхностью 106, примыкающей к свободному концевому отрезку 107 лезвия 102 ключа. Когда лезвие 102 ключа вводится в ключевой паз 201, наклонная поверхность 106 будет последовательно взаимодействовать с каждым штифтом 208 боковых запирающих кулачков 206. В результате каждый кулачок будет поворачиваться и приподниматься так, чтобы соответствующий ему штифт мог скользить по волнообразной направляющей поверхности 105. При этом штифт 208 будет следовать профилю волнообразной направляющей поверхности 105, т.е. смещаться в вертикальном направлении (вверх и вниз), когда он движется по наклонным участкам указанной поверхности 105. Штифт будет также совершать качания в прямом и обратном направлениях, которые приводят к поворотам соответствующего бокового запирающего кулачка 206.

Как показано на фиг. 4, между нижней частью полости 207 и ключевым пазом 201 имеется канал 217, причем его боковые стенки образуют упорные поверхности 218, 219. Эти поверхности будут ограничивать качание штифта 208 в обоих направлениях относительно центральной плоскости. В проиллюстрированном примере упорные поверхности 218, 219 расположены таким образом, что качания ограничены 15° в каждом направлении, т.е. общий интервал качаний в прямом и обратном направлениях составляет в данном варианте 30°.

Описанная конструкция и функционирование замка и ключа, по существу, известны из вышеупомянутых патентных документов.

Как это описано в упомянутых патентах, данная конструкция обеспечивает код с большим количеством комбинаций, поскольку он задается различными вертикальными и угловыми положениями каждого штифта. В рассмотренном примере для каждого кулачка имеется семь подобных комбинаций (что дает 7x7x7x7x7=16807 кодовых комбинаций).

Однако, чтобы достичь еще большего количества кодирующих положений при повышенной безопасности в отношении копирования лезвия ключа для открывания замка, а также обеспечить возможность создания мастер-ключа, по меньшей мере один, несколько или все боковые запирающие кулачки 206 снабжены выступающим в поперечном направлении штифтом 208, имеющим асимметрично расположенную часть 220г (или 2201), контактирующую с ключом, как это видно из фиг. 4 (но еще более наглядно из фиг. 76 и 86).

На фиг. 7а, 7Ь, 7с, 76 штифт 208 снабжен контактирующей с ключом частью 2201, которая асимметрично смещена влево (см. фиг. 7а, где положение данной части 2201 схематично обозначено черной точкой). Часть, контактирующая с ключом, является цилиндрической (см. фиг. 7Ь) и имеет относительно небольшой радиус г, примерно равный 0,5 мм. С одной стороны (правой на фиг. 7Ь) она примыкает к вертикальной плоской боковой поверхности 221 основания 208Ь штифта 208 (см. фиг. 7с), а с другой стороны (левой на фиг. 7Ь) - к плоскому скошенному участку 222, примыкающему к другой боковой поверхности 223 основания 208Ь штифта 208. Цилиндрическая поверхность 2201 примыкает к боковой поверхности 221, образуя угол 224, и плавно переходит в скошенный участок 222 в точке 225. Когда штифт

- 4 011118

208 находится в своем крайнем угловом положении, соответствующая сторона из двух противолежащих вертикальных боковых сторон 221, 223 штифта 208 будет взаимодействовать с одной из двух противолежащих упорных поверхностей 219 и 218 (фиг. 7а), которые формируют соответствующий канал 217, расположенный между полостью 207 и ключевым пазом 201 (см. фиг. 4). Альтернативно, крайние угловые положения штифта 208 могут задаваться каким-либо другим стопорным средством (не изображено), которое будет ограничивать поворотное движение цилиндрической части 206Ь бокового запирающего кулачка 206.

Аналогично, как это показано на фиг. 8а-86, штифт 208 может быть снабжен асимметрично расположенной контактирующей с ключом частью 220г, которая, если смотреть сверху, смещена вправо (это отмечено черной точкой на фиг. 8а). Данная асимметричная часть 220г, контактирующая с ключом, также является цилиндрической и имеет радиус г=0,5 мм. Она примыкает к противолежащим вертикальным боковым поверхностям 221, 223 через угол 224 и скошенный участок 222 соответственно. Таким образом, штифт 208 по фиг. 8а-86 является зеркальным отображением штифта 208 по фиг. 7а-76.

Контактирующие с ключом части 220г и 2201 штифтов 208 выступают из свободных концевых отрезков 208е вдоль самой нижней части штифта и почти (но не совсем) достигают зоны центральной оси цилиндрической части 206Ь бокового запирающего кулачка 206 (в этой связи можно сравнить фиг. 2 и 4).

Контактирующие с ключом части 220г, 2201 смещены относительно центральной плоскости С (фиг. 7а, 76; 8а, 86), проходящей через ось А цилиндрической части 206Ь кулачка 206 и через центральную часть выступающего в поперечном направлении качающегося штифта 208. Расстояние между этой центральной плоскостью С и каждой из контактирующих с ключом частей 220г, 2201 обозначено на фиг. 76 и 86, как 6. Самый низкий, линейный участок каждой из контактирующих с ключом частей 220г, 2201 может проходить по радиусу от оси А до кончика штифта 208 или располагаться параллельно центральной плоскости С.

Чтобы получить возможно большее расстояние 6 и тем самым обеспечить четкие и существенные различия между симметричным и асимметричными вариантами штифтов 208, радиус г, задающий контактирующие с ключом части 220г, 2201 в асимметричных вариантах, следует выполнить как можно меньшим при сохранении хорошего скользящего контакта с волнообразным кодовым рисунком 105 лезвия 102 ключа (фиг. 1). На практике было обнаружено, что оптимальным является радиус в интервале 0,4-0,6 мм и особенно 0,5 мм. С другой стороны, в симметричном варианте (фиг. 6Ь) радиус Я может быть сделан несколько большим, например равным 0,7-0,8 мм, предпочтительно около 0,75 мм.

В асимметричных вариантах (см. фиг. 7Ь и 8Ь) контактирующие с ключом части 2201, 220г расположены настолько близко к соответствующей боковой поверхности 221 штифта 208, что между ними, вместо плавного сопряжения, образуется угол 224. Однако данный угол 224 не будет взаимодействовать с волнообразным кодовым рисунком 105 ключа, так что в данной геометрической конфигурации наличие угла не будет приводить к износу.

Далее, со ссылками на фиг. 5-8, будет объяснена роль контактирующей с ключом асимметричной части 220г или 2201 штифта 208.

На фиг. 5 показано лезвие 102 ключа того же типа, что и на фиг. 1. Эквидистантное расположение осей боковых запирающих кулачков схематично показано штрихпунктирными линиями С1-С5. В нижней части данной фигуры показаны боковые запирающие кулачки 206, снабженные штифтами 208 с симметрично расположенной контактирующей с ключом частью 2205 (слева), с левой асимметричной контактирующей с ключом частью 2201 (в середине) и с правой асимметричной контактирующей с ключом частью 220г (справа). Соответствующие три боковых запирающих кулачка показаны в трех различных угловых положениях, а именно, обращенными направо (верхний ряд), обращенными налево (средний ряд) и направленными под прямым углом в ключевой паз (нижний ряд).

Различные кодирующие участки на лезвии ключа (задаваемые вогнутыми участками волнообразного кодового рисунка и самыми верхними кодовыми сегментами) схематично обозначены черными кружками 81-87 (для штифтов с симметрично расположенной частью 2205, контактирующей с ключом), светлыми кружками Ы-Ь7 (для штифтов с левой асимметричной частью 2201, контактирующей с ключом) и крестиками К.1-К.7 (для штифтов с правой асимметричной частью 220г, контактирующей с ключом). Все эти кодирующие участки (количество которых равно 21) показаны на фиг. 6а в слегка увеличенном масштабе. Кроме того, участки Ы-Ь7 (асимметричные левые) показаны на фиг. 7а, а кодирующие участки К.1-К.7 (асимметричные правые) - на фиг. 8а.

Из фиг. 5-8 ясно следует, что комбинирование трех различных угловых положений (соответствующих трем рядам на фиг. 5) и трех различных (симметричного, асимметричного левого и асимметричного правого) местоположений части 2205, 2201, 220г, контактирующей с ключом, приведет к наличию очень большого количества различных кодирующих участков или кодирующих положений (см., прежде всего, фиг. 6а). Должно быть понятно, что все эти участки не могут быть использованы в любой произвольной комбинации, без отбора. Но даже в этом случае очевидно, что число получаемых комбинаций будет очень большим. Консервативная оценка дает по меньшей мере 50000 комбинаций (при пяти позициях С1-С5 для кулачков, показанных на фиг. 5), а теоретически свыше 500000 или даже более.

Конечно, лезвие ключа, ассоциированное с конкретным замком, должно быть точно адаптировано к

- 5 011118 конкретной комбинации боковых запирающих кулачков в замке, в том числе с учетом очень большого количества кодирующих положений (фиг. 6а) для каждой позиции С1-С5 боковых запирающих кулачков (фиг. 5). Чтобы выполнить такой точный волнообразный кодовый рисунок на лезвии 102 ключа (см. фиг. 1), используется специальный способ резания согласно изобретению. Фиг. 9 и 10 иллюстрируют типичное лезвие 102 ключа согласно изобретению (на виде сбоку и в поперечном сечении соответственно). Фиг. 11 и 12 иллюстрируют аналогичные сечения лезвия ключа в процессе его обработки фрезерным резцом согласно изобретению при осуществлении предлагаемого способа нарезания волнообразного кодового рисунка на боковой стороне ключа.

В данном конкретном варианте профиль лезвия ключа имеет выточку в форме канавки 109, подобную описанной в вышеупомянутом патенте США № 5715717.

Волнообразный кодовый рисунок вырезается в сужающейся кверху губке 110 (фиг. 10), образованной при формировании канавки 109. Следует, однако, указать, что изобретение не ограничивается подобной конфигурацией лезвия ключа с проточенной канавкой.

Согласно изобретению фрезерный резец перемещается вдоль траектории В, задаваемой посредством числового управления. При этом его ось поддерживается перпендикулярной плоскости лезвия 102 ключа. В результате траектория В будет точно следовать заданной конфигурации волнообразного кодового рисунка на лезвии ключа, включая наклонную поверхность 106, ряд вогнутых участков (углублений) 111-115, каждый из которых расположен вблизи позиции С1-С5 бокового запирающего кулачка, ряд линейных верхних сегментов 121-125 и два линейных наклонных участка 131а, 131Ь; 132а, 132Ь; 133а, 133Ь; 134а, 134Ь, 135а, 135Ь на каждой продольной стороне каждого вогнутого участка. Согласно изобретению траектория В включает горизонтальные линейные отрезки В1, В2, В5, соответствующие, по меньшей мере, некоторым из углублений, а именно углублениям, наиболее заглубленным в направлении нижней кромки 108 лезвия 102 ключа (см. фиг. 1, 9 и 10). Таким образом (как это показано на фиг. 13, на которой волнообразный кодовый рисунок представлен на виде сверху), соответствующие углубления 111, 112, 115 будут иметь, по существу, прямоугольную плоскую нижнюю часть Е1, Е2, Е5.

При подобной конфигурации углублений, включающих участки, по существу, с прямоугольными плоскими нижними частями, штифты 208, свободные концевые отрезки которых могут иметь асимметрично расположенную часть 2201, 220г, контактирующую с ключом (см. фиг. 7Ь и 8Ь), будут иметь возможность входить в эти кодирующие углубления, даже находясь в крайнем угловом положении (см., например, фиг. 8а), и вступать в контакт с самой нижней, плоской частью поверхности, например с частью Е1 по всей или почти по всей линейной контактной зоне ключа.

Соответственно, плоские нижние части Е1, Е2, Е5 обеспечат хорошую опору для штифтов 208 после того, как они будут введены в соответствующие кодирующие участки Ь1, Ь2, Ь5, Ь6, Ь7, К1, К.2, К5, К6, К7, 81, 82, 85, 86, 87 (при угле наклона +15° или -15°, что соответствует верхнему и нижнему рядам на фиг. 5).

С другой стороны, вогнутые нижние отрезки 113 и 114 (см. фиг. 9 и 13) волнообразной направляющей поверхности соответствуют штифту, расположенному перпендикулярно лезвию ключа 100 (что иллюстрируется нижним рядом на фиг. 5), причем штифт будет удерживаться этими частями в воспроизводимом, точно определенном положении.

В наклоненном, самом нижнем положении штифта 208 он будет опираться одной из своих вертикальных боковых поверхностей 221, 223 на ассоциированную упорную поверхность 219, 218 в канале 217 замка, тогда как его другая вертикальная боковая поверхность 223, 221 или контактирующая с ключом цилиндрическая часть 220 будет примыкать к скошенному участку 222 вблизи места, где наклонный участок (например, участок 131Ь) волнообразного кодового рисунка примыкает к углублению 111 с плоской нижней частью. При наличии опоры с обеих сторон штифт будет надежно удерживаться в хорошо определенной фиксированной позиции внутри углубления. В результате часть 206Ь бокового запирающего кулачка будет правильно позиционирована таким образом, что ее задние выточки 209, 210 и перемычка 211 будут точно расположены относительно боковой колодки 213 (см. также фиг. 1-4).

Чтобы уменьшить износ ключа и запирающего кулачка, штифты 208, углубления и примыкающие наклонные участки волнообразного кодового рисунка предпочтительно снабжены клиновым участком 140, примыкающим к плоской наружной боковой поверхности 1108 лезвия 102 ключа (см. также фиг. 10). Клиновой участок 140 формируется фрезерным резцом 300 (см. фиг. 11 и 12), у которого имеется цилиндрическая концевая часть 310, коническая часть 320 и приводная часть 330. Клиновая поверхность формируется при подаче фрезерного резца в осевом направлении (по стрелке Р1, фиг. 11), с введением его конической части в контакт с материалом лезвия ключа у губки 110. Однако представляется желательным избежать образования очень острой кромки у края губки 110. Поэтому в этих областях фрезерный резец отводится в осевом направлении наружу (по стрелке Р2, фиг. 12), так что в зоне плоских верхних сегментов 121-125 образование клиновых участков не будет иметь места.

Далее, чтобы обеспечить возможность плавной, непрерывной операции резания и плавной конфигурации волнообразного кодового рисунка (в предположении, что фрезерный резец движется слева направо на фиг. 9), желательно плавно отводить фрезерный резец 300 (по стрелке Р2, фиг. 12) в процессе его движения вверх от углублений вдоль наклонных участков 135а, 134а, 133а, 132а, 131а. Соответствен

- 6 011118 но, он будет плавно подаваться вперед при своем движении вниз вдоль наклонных участков 135Ь, 134Ь, 133Ь, 132Ь, 131Ь. В таком режиме будет получена плавно изменяющаяся клиновая поверхность, как это показано на фиг. 9. В результате контактирующая с ключом часть 2201, 220г или 2208 штифта 208 будет опираться на волнообразный кодовый рисунок, контактируя с ним по линии, а не в единственной точке. Тем самым будет минимизирован износ и достигнуто значительное увеличение срока службы ключа и замка.

Волнообразный кодовый рисунок 105 лезвия 102 ключа будет иметь часть, соответствующую внутренней поверхности, которая перпендикулярна плоскости лезвия ключа, и наружную клиновую поверхность. Часть, соответствующая внутренней поверхности, будет очень важной и полезной, если замок снабжен различными вариантами боковых запирающих кулачков, включая кулачки с качающимися штифтами, имеющими асимметричную часть, контактирующую с ключом, а также другие кулачки, которые не являются поворотными и которые снабжены фиксированными штифтами, взаимодействующими с кодовым рисунком. В этом случае фиксированные штифты будут взаимодействовать с частями, соответствующими внутренней поверхности кодового рисунка, тогда как качающиеся штифты будут взаимодействовать с частями кодового рисунка, имеющими клиновую поверхность в области углублений и вдоль наклонных участков.

Соответственно, фрезерный резец направляют по траектории В при одновременном смещении в осевом направлении внутрь и наружу при прохождении наклонных частей волнообразного кодового рисунка.

Модифицированный (и несколько упрощенный) вариант фрезерного резца 300' показан на фиг. 11а и 12а. Он имеет коническую концевую часть 320' и приводную часть 330'. Угол конуса 310' в представленном варианте равен 30°, а ось РА фрезерного резца расположена соответственно под углом 15° относительно горизонтальной плоскости (перпендикулярной лезвию 102 ключа). При осуществлении способа по изобретению углубления с вогнутой нижней частью волнообразного кодового рисунка будут расположены, по существу, горизонтально и не будут иметь никакой клиновой части, тогда как наклонные участки будут иметь клиновидность (15°) по всей длине. Верхние кодовые сегменты будут плоскими и горизонтальными, как и нижние части углублений.

Кодовый рисунок по изобретению и конструкция запирающих кулачков со штифтами, имеющими симметричную или асимметричную часть, контактирующую с ключом, облегчат изготовление мастерключей для систем ключ-замок с большим количеством ключей, имеющих конкретные кодовые рисунки. Такая система иллюстрируется фиг. 14-16. На фиг. 14 и 15 показаны два лезвия 102А и 102В ключа, имеющие схожие кодовые рисунки с вогнутыми участками (углублениями) 141, 1421, 143, 144, 145 и 141, 142г, 143, 144, 145 соответственно, т.е. отличающиеся только наличием на одном лезвии углубления 1421 (рассчитанного на взаимодействие с левой асимметричной частью, контактирующей с ключом), а на другом - углубления 142г (рассчитанного на взаимодействие с правой асимметричной частью, контактирующей с ключом).

Фиг. 16 иллюстрирует соответствующее лезвие 102 АВ мастер-ключа, имеющего кодирующие участки 141, 142г, 1421, 143, 144, 145 и, следовательно, способного отпереть оба замка, ассоциированные с ключами, имеющими лезвия 102А и 102В.

Специалисты в данной области смогут модифицировать систему ключ-замок согласно изобретению различными путями. Например, не все кулачки в замке должны быть выполнены с возможностью поворота. Количество боковых запирающих кулачков в ряду может изменяться, а количество кодовых уровней может свободно выбираться разработчиком. Угловых положений штифтов может быть меньше трех (например, два) или больше трех (например, четыре или пять). Могут быть использованы другие значения углов для конечных угловых положений.

Кроме того, существуют различные варианты варьирования профиля ключа, который при этом может и не иметь вышеописанной канавки. Лезвие ключа может иметь кодовые рисунки с волнообразной направляющей поверхностью на одной стороне (как это было показано на чертежах) или на обеих сторонах, с взаимодействием с боковыми запирающими кулачками, расположенными по обе стороны ключевого паза. Разумеется, боковой кодовый рисунок или рисунки могут быть скомбинированы с любым другим кодом или с кодовым рисунком в другой области лезвия ключа. Можно также сформировать симметричные ключи, которые вставляются в замок любой стороной вверх и у которых кодовый рисунок на любой стороне имеет зеркальный кодовый рисунок на другой стороне. Наконец, можно свободно варьировать профиль лезвия ключа в поперечном сечении, например, как это описано в вышеупомянутой международной заявке РСТ/8Е2004/001312, содержание которой включено в данное описание посредством ссылки.

Claims (29)

1. Система из ключей и замков, в которой каждый из замков содержит корпус (204) с цилиндрической выточкой (203), цилиндр (202), установленный с возможностью вращения в указанной выточке и имеющий продольный ключевой паз (201) и боковые запирающие кулачки (206), которые расположены в ряд сбоку от ключевого паза и взаимодействуют с запорным средством (213) для блокирования цилиндра от вращения в цилиндрической выточке, причем по меньшей мере один из боковых запирающих кулачков (206) установлен в ассоциированной с ним полости (207) с возможностью подъема и поворота внутри указанной полости и содержит цилиндрическую часть (206Ь) и штифт (208), выступающий в поперечном направлении из указанной цилиндрической части (206Ь), указанный подъем бокового запирающего кулачка осуществляется с преодолением усилия, направленного вдоль указанной полости (207), а поворот боковых запирающих кулачков (206) обеспечивается качанием ассоциированного с ним штифта (208) и ограничивается двумя конечными угловыми положениями, соответствующими конечным положениям штифта (208) при его качании; при этом каждый из ключей (100) содержит вытянутое в продольном направлении лезвие (102) ключа, выполненное с возможностью ввода в ключевой паз (201) цилиндра (202) замка (200), ассоциированного с указанным ключом, причем на боковой стороне (1105) лезвия (102) ключа выполнен боковой кодовый рисунок (105), образующий волнообразную направляющую поверхность, включающую наклонный участок (106) на свободном концевом отрезке (107) лезвия ключа, волнообразная направляющая поверхность (105) выполнена с возможностью взаимодействия со штифтом (208) по меньшей мере одного бокового запирающего кулачка (206), заставляя его следовать за изменениями волнообразной направляющей поверхности, при полном вводе лезвия ключа в ключевой паз боковой запирающий кулачок (206) вынужден подниматься под воздействием указанного усилия, а штифт (208) вынужден перейти посредством качания в заданное угловое положение, отличающаяся тем, что указанный штифт (208) указанного по меньшей мере одного бокового запирающего кулачка (206) имеет основание (208Ь) с двумя противолежащими боковыми сторонами (221, 223), расстояние между которыми для обеспечения возможности качания штифта (208) между двумя указанными концевыми положениями выбрано существенно меньшим расстояния между двумя соответствующими им противолежащими поверхностями (218, 219) в канале (217), который расположен между указанной полостью (207) и указанным ключевым пазом (201), и асимметричный свободный концевой отрезок (208е), имеющий контактирующую с ключом часть (220г; 2201), которая смещена в периферийном или в поперечном направлении относительно центральной плоскости (С), проходящей через центральную ось (А) указанной цилиндрической части (206Ь) и через центральную зону основания (208Ь) штифта, при этом положение контактирующей с ключом части (220г; 2201) сочетается с конкретным заданным угловым положением штифта (208) и с конкретным асимметричным смещением контактирующей с ключом части с увеличением за счет этого количества возможных кодовых комбинаций.

2. Замок (200) для использования в системе из ключей и замков, описанной в п.1, содержащий по меньшей мере один боковой запирающий кулачок (206), выполненный с возможностью подъема и поворота и содержащий цилиндрическую часть (206Ь) и выступающий в поперечном направлении штифт (208), имеющий основание (208Ь) с двумя противолежащими боковыми сторонами (221, 223), расстояние между которыми для обеспечения возможности качания штифта (208) между двумя указанными концевыми положениями выбрано существенно меньшим расстояния между двумя соответствующими им противолежащими поверхностями (218, 219) в канале (217), который расположен между указанной полостью (207) и указанным ключевым пазом (201), и асимметричный свободный концевой отрезок (208е), имеющий контактирующую с ключом часть (220г; 2201), которая смещена в периферийном или в поперечном направлении относительно центральной плоскости (С), проходящей через центральную ось (А) указанной цилиндрической части (206Ь) и через центральную зону основания (208Ь) штифта.

3. Замок по п.2, отличающийся тем, что две противолежащие боковые поверхности (221, 223) на основании (208Ь) штифта расположены, по существу, вертикально.

4. Замок по п.3, отличающийся тем, что две противолежащие боковые поверхности (221, 223) на основании (208Ь) штифта выполнены, по существу, плоскими.

5. Замок по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что две противолежащие поверхности (218, 219) в канале (217) образуют упорные поверхности, задающие наклонные концевые положения штифта (208).

6. Замок по любому из пп.2-5, отличающийся тем, что контактирующая с ключом часть (220г; 2201)

- 8 011118 образована закругленным участком поверхности, расположенным асимметрично между двумя боковыми поверхностями (221, 223) штифта (208).

7. Замок по п.6, отличающийся тем, что закругленный участок, образующий контактирующую с ключом часть (220г; 2201), выполнен цилиндрическим с осью, по существу, перпендикулярной центральной оси (А) указанной цилиндрической части (206Ь).

8. Замок по п.7, отличающийся тем, что указанный цилиндрический участок, образующий контактирующую с ключом часть (220г; 2201), имеет радиус кривизны 0,4-0,6 мм, предпочтительно 0,5 мм.

9. Замок по любому из пп.6-8, отличающийся тем, что контактирующая с ключом часть (220г; 2201) примыкает в поперечном направлении с одной стороны к одной из двух указанных противолежащих боковых сторон (221), а с другой стороны - к плоскому скошенному участку (222), примыкающему к другой из двух указанных противолежащих боковых сторон (223).

10. Замок по п.9, отличающийся тем, что скошенный участок (222) образует угол 130-140° с примыкающей к нему боковой стороной (223).

11. Замок по п.10, отличающийся тем, что контактирующая с ключом часть (220г; 2201) расположена вдоль нижней стороны штифта (208) параллельно центральной плоскости (С).

12. Замок по любому из пп.2-11, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере один дополнительный боковой запирающий кулачок (206) с выступающим штифтом, имеющим на своем свободном концевом отрезке асимметрично расположенную и контактирующую с ключом часть (2201), которая смещена в направлении, противоположном по сравнению с направлением смещения асимметрично расположенной контактирующей с ключом части (220г) указанного бокового запирающего кулачка.

13. Замок по любому из пп.2-11, отличающийся тем, что все поворотные боковые запирающие кулачки (206) снабжены штифтами (208), у которых все контактирующие с ключом части (220г; 2201) смещены в одном направлении.

14. Замок по любому из пп.2-12, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере еще один дополнительный боковой запирающий кулачок (206) со штифтом, имеющим закругленную контактирующую с ключом часть (2205). которая расположена симметрично между двумя вертикальными боковыми поверхностями (221, 223).

15. Боковой запирающий кулачок (206) для замка, содержащий цилиндрическую часть (206Ь) и выступающий в поперечном направлении качающийся штифт (208), имеющий асимметрично расположенную контактирующую с ключом часть (220г; 2201), охарактеризованную в любом из пп.2-14.

16. Ключ (100) с лезвием (102) для использования в системе из ключей и замков, охарактеризованной в п.1, причем волнообразный кодовый рисунок (105) на лезвии ключа имеет по меньшей мере один кодирующий участок (104), расположенный и выполненный с возможностью приема при введении ключа (100) в ассоциированный с ним замок (200), асимметрично расположенной контактирующей с ключом части (220г; 2201) свободного концевого отрезка (208е) качающегося штифта (208) бокового запирающего кулачка (206) указанного замка.

17. Ключ по п.16, отличающийся тем, что указанный кодовый рисунок (105) имеет по меньшей мере один кодирующий участок (Ь1-Ь7; К.1-К.7), который сочетается с конкретным наклонным положением штифта (208) указанного бокового запирающего кулачка (206) и с конкретным смещением (б) указанной контактирующей с ключом части (220г; 2201) указанного штифта.

18. Ключ по п.17, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один кодирующий участок содержит нижний вогнутый участок (111-115) и примыкающие к нему наклонные участки (131а, 131Ь135а, 135Ь).

19. Ключ по п.18, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один кодирующий участок содержит, по существу, плоский кодирующий сегмент (121-125), расположенный на верхнем кодовом уровне.

20. Ключ по п.18 или 19, отличающийся тем, что указанный вогнутый участок (111) ориентирован в продольном направлении лезвия (102) ключа.

21. Ключ по любому из пп.18-20, отличающийся тем, что указанный вогнутый участок (111) имеет, по существу, прямоугольную нижнюю часть (Б1) и плавно примыкает к смежным наклонным участкам (131а, 131Ь).

22. Ключ по любому из пп.16-21, отличающийся тем, что лезвие ключа имеет верхнюю кромку, выполненную с возможностью формирования на ней дополнительного кодового рисунка (103).

23. Ключ по любому из пп.16-22, отличающийся тем, что указанный волнообразный кодовый рисунок имеет два смежных кодирующих участка (1421, 142г), соответствующие двум различным кодовым положениям.

24. Система из ключей и замков, содержащая по меньшей мере один ключ, охарактеризованный в п.23, множество ключей с лезвиями (102А, 102В), снабженными волнообразными кодовыми рисунками, включающими конкретные кодирующие участки, соответствующие конкретной асимметрично расположенной контактирующей с ключом части (2201; 220г) штифта (208) запорного кулачка, и по меньшей мере один мастер-ключ (102АВ), имеющий волнообразный кодовый рисунок, вклю

- 9 011118 чающий два смежных кодирующих участка (1421, 142г), соответствующих по меньшей мере двум указанным конкретным кодирующим участкам (1421, 142г).

25. Способ изготовления лезвия ключа, охарактеризованного в любом из пп.16-24, включающий перемещение фрезерного резца (300) по траектории (В), по существу, соответствующей волнообразному кодовому рисунку, отличающийся тем, что при перемещении фрезерного резца по траектории (В) его ось удерживают в плоскости, по существу, перпендикулярной продольному направлению лезвия (102) ключа, а нижнюю часть (111, 112, 115) по меньшей мере одного вогнутого участка на волнообразном кодовом рисунке (105) формируют путем направления фрезерного резца вдоль прямолинейного участка (В1, В2, В5) его траектории в области указанного вогнутого участка, с формированием в нижней части вогнутого участка, по существу, прямоугольной зоны (Р1, Р2, Р5) с плоской поверхностью.

26. Способ по п.25, отличающийся тем, что фрезерный резец (300') содержит коническую концевую часть (320') и приводную часть (330'), при этом его ось (РА) удерживают в направлении, наклонном по отношению к продольной плоскости, перпендикулярной лезвию ключа, для формирования в указанных углублениях зон с плоской поверхностью и наклонных, обращенных наружу участков.

27. Способ по п.25, отличающийся тем, что фрезерный резец содержит цилиндрическую концевую часть (310), коническую часть (320) и приводную часть (330), при этом коническую часть используют для формирования зоны (131а, 131Ь-135а, 135Ь) с клиновой поверхностью вдоль, по меньшей мере, вогнутых участков (111-115) и примыкающим к ним наклонных участков.

28. Способ по п.27, отличающийся тем, что ось фрезерного резца удерживают в направлении, по существу, перпендикулярном боковой поверхности (1108) лезвия (102) ключа.

29. Способ по п.28, отличающийся тем, что фрезерный резец плавно подают внутрь и наружу в направлении (Р1, Р2), параллельном его оси, для формирования плавно сужающейся зоны с клиновой поверхностью, расположенной вдоль каждого наклонного участка (131а, 131Ь-135а, 135Ь) от указанного углубления (111-115) до смежного верхнего кодового сегмента (121-125).