IT201900014853A1 - Cilindro per serrature con aumentata resistenza all'effrazione - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell’invenzione industriale avente per titolo:
"CILINDRO PER SERRATURE CON AUMENTATA RESISTENZA ALL’EFFRAZIONE”
Stato della tecnica
La presente invenzione concerne un cilindro per serrature del tipo in cui gli elementi di bloccaggio scorrono all’interno di canali cilindrici in direzione ortogonale all’asse di rotazione del rotore. Tale tipologia di cilindri per serrature è conosciuta da molto tempo ed è alla base di numerosi brevetti, molti dei quali aventi come fine il miglioramento della resistenza a tentativi di effrazione. In particolare la domanda di brevetto IT 102019000010941 descrive una possibile soluzione al rischio di effrazione tramite la tecnica denominata “bumping”; allo stesso tempo la soluzione tecnica proposta apporta, rispetto a cilindri per serrature di tipo tradizionale, un miglioramento della resistenza ai tentativi di effrazione tramite manipolazione non distruttiva dei perni. La suddetta domanda di brevetto IT 102019000010941 descrive un sistema di elementi di bloccaggio così composto:
- un perno dotato di una protuberanza inferiore di sezione ridotta;
- un controperno dotato di una protuberanza superiore di sezione ridotta;
- un perno ausiliario dotato di una cavità passante all’interno della quale è inserita la protuberanza superiore del controperno.
Tale configurazione risulta efficace rispetto allo scopo preposto in quanto durante un tentativo di effrazione tramite manipolazione dei perni la protuberanza inferiore del perno penetra parzialmente nel perno ausiliario e nel momento in cui il perno ausiliario esce completamente dal rotore la rotazione di quest’ultimo non sarà però sbloccata in quanto una parte del perno è parzialmente inserita all’interno del perno ausiliario, e quindi all’interno dello statore.
Il funzionamento pratico del cilindro secondo la domanda di brevetto IT 102019000010941 risulta essere però sensibilmente influenzato dalle tolleranze costruttive in quanto lo scorrimento del perno ausiliario è libero e la discesa dello stesso è dovuta alla sola forza di gravità: ogni qualvolta la chiave viene inserita nel cilindro spinge verso il basso perno e controperno ma non il perno ausiliario il cui movimento non è direttamente imposto dalla chiave ma è dovuto solamente al peso proprio dello stesso. Si può quindi configurare il caso pratico in cui ove non sia presente un gioco sufficiente tra il perno ausiliario ed il foro in cui lo stesso è inserito il peso proprio del perno ausiliario non sia sufficiente a vincere gli attriti e quindi lo scorrimento verso il basso di quest’ultimo sia impedito compromettendo in tal modo il corretto funzionamento del cilindro.
Presentazione dell’invenzione
Scopo della presente invenzione è fornire una soluzione alle suddette criticità funzionali che si potrebbero verificare in un cilindro per serrature fabbricato secondo la domanda di brevetto IT 102019000010941. In particolare scopo della presente invenzione è fornire una soluzione al rischio di mancato scorrimento del perno ausiliario fornendo un diverso meccanismo di movimentazione dello stesso rispetto allo scorrimento dovuto al solo peso proprio, mantenendo inalterati i vantaggi della soluzione tecnica descritta nella domanda di brevetto IT 102019000010941.
Il cilindro secondo l’invenzione è composto da un elemento fisso detto statore dotato di una cavità cilindrica all’interno della quale è alloggiato un elemento mobile in rotazione detto rotore, nel quale è ricavata una scanalatura finalizzata all’inserimento della chiave. Nello statore e nel rotore sono presenti una pluralità di canali sostanzialmente allineati quando il cilindro è in configurazione chiusa. In almeno uno dei suddetti canali sono presenti:
- un perno dotato di una protuberanza inferiore di sezione ridotta;
- un perno ausiliario superiore dotato di una cavità passante all’interno della quale è inserita la protuberanza inferiore del perno;
- un elemento elastico a compressione posizionato esteriormente alla protuberanza inferiore del perno ed all’interno della cavità passante del perno ausiliario superiore; - un controperno dotato di una protuberanza superiore di sezione ridotta;
- un perno ausiliario inferiore dotato di una cavità passante all’interno della quale è inserita la protuberanza superiore del controperno;
- un elemento elastico a compressione che esercita un’azione di spinta sull’estremità inferiore del controperno.
Il funzionamento del cilindro secondo l’invenzione durante il normale utilizzo non differisce rispetto ai cilindri di tipo noto: la rotazione del rotore viene sbloccata una volta che la chiave porta in posizione di allineamento gli elementi di bloccaggio rispetto alla linea di separazione tra rotore e statore. In particolare durante lo scorrimento degli elementi di bloccaggio sotto l’azione della chiave il perno ausiliario inferiore viene mantenuto in posizione dal perno ausiliario superiore tramite la spinta esercitata dall’elemento elastico a compressione interposto tra perno e perno ausiliario superiore: in questo modo si evita il rischio che lo scorrimento del perno ausiliario inferiore sia impedito a causa di attriti o giochi costruttivi insufficienti, risolvendo così una possibile criticità costruttiva della soluzione descritta nella domanda di brevetto IT 102019000010941. D’altro canto i vantaggi in termini di migliorata resistenza rispetto ai tentativi di effrazione descritti nella domanda di brevetto IT 102019000010941 sono mantenuti. Infatti durante un tentativo di effrazione tramite manipolazione dei perni, imponendo una torsione al rotore, il perno ausiliario inferiore blocca la rotazione di quest’ultimo e lo scorrimento del perno ausiliario inferiore risulterà impedito o comunque frenato dalla torsione imposta al rotore: tastando a questo punto il perno con appositi strumenti di scasso il suddetto perno potrà scorrere senza impedimenti in quanto nella fase iniziale dell’azione di effrazione non vi è contatto diretto tra perno e perno ausiliario superiore e la compressione dell’elemento elastico interposto tra perno e perno ausiliario superiore consente lo scorrimento del perno. Al contrario il perno ausiliario superiore non può scorrere in quanto bloccato dal perno ausiliario inferiore. Conseguentemente la protuberanza inferiore del perno penetrerà parzialmente nel perno ausiliario inferiore. Nel proseguo dell’azione di effrazione perno e perno ausiliario superiore entreranno in contatto diretto e a partire da tale momento tutti gli elementi di bloccaggio (cioè perno, controperno, perno ausiliario superiore e perno ausiliario inferiore) inizieranno a scorrere in modo solidale: nel momento in cui il perno ausiliario inferiore sarà uscito completamente dal rotore la rotazione di quest’ultimo non sarà però sbloccata in quanto come sopra spiegato una parte del perno è parzialmente inserita all’interno del perno ausiliario inferiore e quindi dentro lo statore. Ciò rappresenta un sensibile vantaggio rispetto ai cilindri per serrature di tipo tradizionale in quanto la posizione di allineamento tra la linea di separazione di rotore e statore con la linea di separazione degli elementi di bloccaggio è in questo caso solo apparente e non porta allo sblocco della rotazione del rotore. Altro fondamentale vantaggio della soluzione descritta nella domanda di brevetto IT 102019000010941 si manifesta nel caso di utilizzo della tecnica di scasso definita “bumping”, consistente nel sottoporre i perni ad un urto tramite un’apposita chiave denominata “bump key” in modo tale che, sfruttando le dinamiche relative all’impatto tra corpi rigidi, in conseguenza a tale urto i controperni vengano proiettati all’interno dello statore mentre i perni restino sostanzialmente nella posizione iniziale. Nei cilindri di tipo tradizionale questa tecnica può portare facilmente a sbloccare la rotazione del rotore. Nel cilindro secondo l’invenzione l’energia dell’urto viene trasferita dal perno al controperno ma non al perno ausiliario inferiore in quanto non vi è contatto diretto tra il perno e quest’ultimo; in particolare l’energia dell’urto non verrà trasferita in modo rigido neanche al perno ausiliario superiore in quanto tra perno e perno ausiliario superiore è interposto un elemento elastico a compressione che svolge la funzione di smorzare l’energia dell’urto. In tal modo in caso di urto conseguente ad azione di “bumping” il controperno verrà proiettato all’interno dello statore, mentre i perni ausiliari inferiore e superiore resteranno sostanzialmente nella loro posizione iniziale impedendo quindi la rotazione del rotore.
Breve descrizione dei disegni
Un esempio di cilindro per serrature secondo l’invenzione è illustrato nelle figure allegate, di seguito elencate:
Figura 1: vista in sezione del cilindro secondo l’invenzione.
Figura 2: vista di dettaglio di perno, controperno, perno ausiliario superiore, perno ausiliario inferiore ed elemento elastico interposto tra perno e perno ausiliario superiore.
Figura 3: sezione longitudinale del cilindro secondo l’invenzione con la chiave inserita.
Figura 4: sezione lungo l’asse I della Figura 3.
Figura 5: sezione longitudinale del cilindro secondo l’invenzione durante la fase iniziale di un tentativo di scasso non distruttivo tramite manipolazione dei perni.
Figura 6: sezione lungo l’asse II della Figura 5.
Figura 7: sezione longitudinale del cilindro secondo l’invenzione durante la prosecuzione di un tentativo di scasso non distruttivo tramite manipolazione dei perni.
Figura 8: sezione lungo l’asse III della Figura 7.
Figura 8a: vista di dettaglio della figura 8.
Figura 9: sezione longitudinale del cilindro secondo l’invenzione durante un tentativo di scasso tramite “bumping” prima dell’urto impresso ai perni dalla “bump key”.
Figura 10: sezione lungo l’asse IV della Figura 9.
Figura 11: sezione longitudinale del cilindro secondo l’invenzione durante un tentativo di scasso tramite “bumping” dopo l’urto impresso ai perni dalla “bump key”.
Figura 12: sezione lungo l’asse V della Figura 11.
Figura 12a: vista di dettaglio della Figura 12.
Descrizione dettagliata
Un esempio di cilindro per serrature secondo l’invenzione è descritto nel seguito con riferimento ai disegni. Il cilindro secondo l’invenzione è composto da un elemento fisso detto statore 1 dotato di una cavità cilindrica 2 all’interno della quale è alloggiato un elemento mobile in rotazione detto rotore 3 nel quale è ricavata una scanalatura 9 finalizzata all’inserimento della chiave 29. Nello statore 1 e nel rotore 3 sono presenti una pluralità di canali 5 sostanzialmente allineati quando il cilindro è in configurazione chiusa.
Nei canali 5 sono alloggiati i seguenti elementi:
- perno 4 formato da un corpo 10 e da una protuberanza inferiore di sezione ridotta 11.
L’estremità inferiore del corpo 10 è delimitata dalla superficie piana 12;
- perno ausiliario superiore 23 dotato di una cavità passante 24. All’estremità inferiore della cavità passante 24 è posto uno spallamento 25 delimitato da una superficie superiore 26 e da una superficie inferiore 27. All’interno della cavità passante 24 è inserita la protuberanza inferiore 11 del perno 4. La lunghezza del perno ausiliario superiore 23 è inferiore alla lunghezza della protuberanza inferiore 11 del perno 4. In condizioni di riposo la superficie 27 è allineata con l’estremità inferiore 32 della protuberanza 11 del perno 4. L’estremità superiore del perno ausiliario superiore 23 è delimitata dalla superficie piana 28;
- elemento elastico a compressione 22 posizionato esteriormente alla protuberanza inferiore 11 del perno 4 ed all’interno della cavità passante 24 del perno ausiliario superiore 23. L’estremità inferiore 31 dell’elemento elastico 22 è in contatto con la superficie superiore 26 dello spallamento 25 del perno ausiliario superiore 23, mentre l’estremità superiore 30 dell’elemento elastico 22 è in contatto con la superficie piana 12 del perno 4. La lunghezza dell’elemento elastico 22 è superiore alla lunghezza della cavità passante 24 del perno ausiliario superiore 23 in modo tale che in condizione di chiusura la superficie superiore 28 del perno ausiliario superiore 23 non sia in contatto con la superficie piana 12 del perno 4;
- controperno 7 formato da un corpo 15 e da una protuberanza superiore di sezione ridotta 13; l’estremità superiore del corpo 15 è delimitata dalla superficie piana 14; - perno ausiliario inferiore 6 dotato di una cavità passante 16, una superficie superiore 17 ed una superficie inferiore 18;
- elemento elastico a compressione 8 che esercita un’azione di spinta sull’estremità inferiore 34 del controperno 7.
In configurazione di riposo la protuberanza 13 del controperno 7 è completamente inserita nella cavità 16 del perno ausiliario inferiore 6, e la superficie inferiore 18 del perno ausiliario inferiore 6 è in contatto con la superficie piana 14 del controperno 7, posta alla base della protuberanza 13. L’elemento elastico a compressione 22 mantiene in posizione il perno ausiliario superiore 23 ed il perno ausiliario inferiore 6. Le figure 3 e 4 illustrano il cinematismo che si instaura nel cilindro secondo l’invenzione quando la chiave 29 viene inserita all’interno della scanalatura 9: in tale configurazione i perni 4 ed i controperni 7 vengono portati in posizione di apertura dalla chiave, allineando quindi la linea di separazione tra perni 4 e controperni 7 con la linea di separazione tra rotore 3 e statore 1. Al contempo l’elemento elastico 22 esercita una pressione sulla superficie 26 del perno ausiliario superiore 23, pressione che viene conseguentemente trasferita al perno ausiliario inferiore 6 in modo tale che la superficie inferiore 18 del perno ausiliario inferiore 6 resti in contatto con la superficie 14 del controperno 7 e la linea di separazione tra perno ausiliario inferiore 6 e perno ausiliario superiore 23 resti allineata alla linea di separazione tra perno 4 e controperno 7 consentendo così la rotazione del rotore 3. Quest’ultimo cinematismo rappresenta un miglioramento del cilindro secondo l’invenzione rispetto a quanto descritto nella domanda di brevetto IT 102019000010941 in quanto lo scorrimento del perno ausiliario inferiore 6 non è dovuto alla sola azione della gravità ma è imposto dall’elemento elastico 22, tramite il perno ausiliario superiore 23: in tale modo si evita o comunque si limita il rischio che il perno ausiliario inferiore 6 non scorra correttamente a causa di giochi insufficienti o attrito, compromettendo quindi il corretto funzionamento del cilindro. Si fa notare come in configurazione di apertura la spinta esercitata dall’elemento elastico 8 dovrà essere superiore alla spinta esercitata dall’elemento elastico 22, in quanto se così non fosse la punta 32 del perno 4 non sarebbe in contatto con la punta 33 del controperno 7.
La configurazione costruttiva del cilindro secondo l’invenzione mantiene d’altro canto i vantaggi descritti nella suddetta domanda di brevetto IT 102019000010941 in merito alla resistenza a 000000000000tentativi di effrazione non distruttivi.
Le Figure 5, 6, 7, 8 e 8a illustrano nel dettaglio il cinematismo che si viene ad instaurare nel cilindro secondo l’invenzione durante un tentativo di effrazione non distruttivo tramite manipolazione dei perni. La dinamica di questa tipologia di tentativi di scasso consiste nell’imporre una torsione al rotore tastando contestualmente i vari perni con appositi strumenti in modo tale da poter arrivare ad allineare la linea di separazione tra perno e controperno alla linea di separazione tra rotore e statore. Nei cilindri per serrature di tipo tradizionale ripetendo tale operazione per tutti i perni si può arrivare allo sblocco della rotazione del rotore.
Nel cilindro secondo l’invenzione imponendo una torsione al rotore 3 tramite l’utensile 19 la rotazione del rotore 3 viene impedita dal perno ausiliario inferiore 6 inserito parzialmente nel rotore 3 e parzialmente nello statore 1. Tastando a questo punto il perno 4 con l’apposito strumento di scasso 20 la protuberanza 11 del perno 4 spingerà verso il basso la protuberanza 13 del controperno 7; il controperno 7 non essendo bloccato dal contatto con statore 3 e rotore 1 potrà scorrere sotto l’azione del perno 4, e la protuberanza 11 del perno 4 si verrà ad inserire nella cavità 16 del perno ausiliario inferiore 6, il cui scorrimento è invece frenato dal contatto con statore 1 e rotore 3 a causa della torsione imposta al rotore 3 dall’utensile 19. Si fa notare come lo scorrimento del perno ausiliario superiore 23 è altresì impedito essendo lo scorrimento di quest’ultimo solidale allo scorrimento del perno ausiliario inferiore 6. Lo scorrimento del perno 4 nella fase iniziale del cinematismo sopra descritto non sarà quindi frenato dal perno ausiliario superiore 23 in quanto non vi è contatto diretto tra i due suddetti elementi almeno fintanto che la superficie superiore 28 del perno ausiliario superiore 23 non entri in contatto con la superficie 12 del perno 4. Nel contempo lo scorrimento del perno 4 provoca una compressione dell’elemento elastico 22. Una volta raggiunto il contatto tra la superficie 12 del perno 4 e la superficie superiore 28 del perno ausiliario superiore 23 un’ulteriore traslazione del perno 4 sotto l’azione dell’utensile di scasso 20 provocherà la traslazione solidale del perno 4, controperno 7, perno ausiliario inferiore 6 e perno ausiliario superiore 23.
Le Figure 7, 8 e 8a illustrano il momento in cui la linea di separazione tra superfice 27 del perno ausiliario superiore 23 e superficie 17 del perno ausiliario inferiore 6 sono in corrispondenza della linea di separazione tra statore 1 e rotore 3.
In tale configurazione la rotazione del rotore 3 non è libera in quanto la protuberanza 11 del perno 4 è inserita all’interno della cavità 16 del perno ausiliario inferiore 6, ed il perno 4 si trova quindi parzialmente inserito nel rotore 3 e parzialmente nello statore 1, impedendo la rotazione del rotore 3. Un ulteriore traslazione del perno 4 sotto l’azione dell’utensile di scasso 20 provocherebbe l’ingresso del perno ausiliario superiore 23 all’interno dello statore 1, e la rotazione del rotore 3 sarebbe comunque impedita.
Altro fondamentale vantaggio del cilindro secondo l’invenzione si verifica nel caso di utilizzo della tecnica di scasso definita “bumping”, consistente nel sottoporre il perno ad un urto tramite un’apposita “bump key” in modo tale che, sfruttando le dinamiche relative all’impatto tra corpi rigidi, in conseguenza a tale urto il controperno venga proiettato all’interno dello statore mentre il perno resti sostanzialmente nella posizione iniziale. Nei cilindri di tipo tradizionale questa tecnica può portare facilmente a sbloccare la rotazione del rotore.
Le Figure 9, 10, 11, 12 e 12a illustrano il cinematismo che si viene ad instaurare nel cilindro secondo l’invenzione durante un tentativo di effrazione tramite “bumping”.
Nel cilindro secondo l’invenzione l’energia dell’urto esercitata dalla “bump key” 21 viene trasferita dal perno 4 al controperno 7 ma non al perno ausiliario inferiore 6 in quanto non vi è contatto diretto tra perno 4 e perno ausiliario inferiore 6; in particolare l’energia dell’urto non verrà trasferita in modo rigido neanche al perno ausiliario superiore 23 in quanto tra perno 4 e perno ausiliario superiore 23 è interposto l’elemento elastico a compressione 22 che svolge la funzione di smorzare l’energia dell’urto. In tal modo, come mostrato nelle Figure 11,12 e 12a, in caso di urto conseguente ad azione di “bumping” il controperno 7 verrà proiettato all’interno dello statore, ma il perno ausiliario inferiore 6 ed il perno ausiliario superiore 23 resteranno sostanzialmente nella loro posizione iniziale sfruttando l’azione smorzante esercitata dall’elemento elastico 22 e bloccando quindi la rotazione del rotore 3.
Claims (5)
- RIVENDICAZIONI 1) Cilindro per serrature composto da un elemento fisso detto statore (1) all’interno del quale è alloggiato un elemento mobile in rotazione detto rotore (3) dotato di una scanalatura (9) finalizzata all’inserimento della chiave e di una di pluralità di canali (5) traversanti i suddetti statore (1) e rotore (3), sostanzialmente allineati quando il cilindro è in configurazione chiusa, nel quale in almeno uno dei suddetti canali (5) sono presenti: - un perno (4) sono dotato di una protuberanza inferiore di sezione ridotta (11) ; - un controperno (7) sono dotato di una protuberanza superiore (13) di sezione ridotta; - un perno ausiliario inferiore (6) dotato di una cavità passante (16) all’interno della quale in è inserita la protuberanza superiore (13) del controperno (7); - un elemento elastico a compressione (8) in contatto con l’estremità inferiore (34) del controperno (7); caratterizzato dal fatto che nel medesimo canale (5) nel quale sono presenti i sopra elencati elementi sono inoltre presenti anche: - un perno ausiliario superiore (23) avente lunghezza inferiore alla lunghezza della protuberanza inferiore (11) del perno (4) e dotato di una cavità passante (24) all’interno della quale è inserita la protuberanza inferiore (11) del perno (4); - un elemento elastico a compressione (22) posizionato esteriormente alla protuberanza inferiore (11) del perno (4) ed all’interno della cavità passante (24) del perno ausiliario superiore (23).
- 2) Cilindro per serrature secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che nel perno ausiliario superiore (23) è presente uno spallamento (25) posto all’estremità inferiore della cavità passante (24).
- 3) Cilindro per serrature secondo le rivendicazioni 1 e 2 caratterizzato dal fatto che l’estremità inferiore (31) dell’elemento elastico (22) è in contatto con la superficie superiore (26) dello spallamento (25) del perno ausiliario superiore (23) mentre l’estremità superiore (30) dell’elemento elastico (22) è in contatto con la superficie piana (12) posta alla base della protuberanza inferiore (11) del perno (4).
- 4) Cilindro per serrature secondo le rivendicazioni 1, 2 e 3 caratterizzato dal fatto che in configurazione di chiusura la lunghezza dell’elemento elastico (22) interposto tra perno (4) e perno ausiliario superiore (23) è superiore alla lunghezza della cavità passante (24) del perno ausiliario superiore (23) in modo tale che la superficie superiore (28) del perno ausiliario superiore (23) in condizione di chiusura non sia in contatto con la superficie (12) posta alla base della protuberanza inferiore (11) del perno (4).
- 5) Cilindro per serrature secondo le rivendicazioni 1, 2, 3 e 4 caratterizzato dal fatto che in configurazione di apertura la spinta esercitata dall’elemento elastico (8) posto alla base (34) del controperno (7) è superiore alla spinta esercitata dall’elemento elastico (22) interposto tra perno (4) e perno ausiliario superiore (23).
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- 2019-08-20 IT IT102019000014853A patent/IT201900014853A1/it unknown
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