RU2101449C1

RU2101449C1 - Coded magnet-mechanical lock

Info

Publication number: RU2101449C1
Application number: RU95119271A
Authority: RU
Inventors: Юрий Андреевич Камынин; Георгий Роландович Ткешелашвили
Original assignee: Юрий Андреевич Камынин; Георгий Роландович Ткешелашвили
Priority date: 1995-11-15
Filing date: 1995-11-15
Publication date: 1998-01-10

Abstract

FIELD: locking devices. SUBSTANCE: lock has body in which axially located are turning holder with blind holes, spring-loaded matrix installed in holder for possible longitudinal displacement, locking rods, locking member, socket key with recesses in which installed are orienting magnets for control of location of passive coding members. Aforesaid key has kinematic connection with end surface of holder. Lock is provided with interacting power magnets, and one of them is fastened on matrix and other on key. Made in body are annular bore and slots. Socket key has protrusions corresponding to body slots for tight pressing against holder and ensuring combined rotation with it and annular groove. Recesses of socket key are made so that orienting magnets can be repositioned in them. Power magnets in matrix and socket key are integral with corresponding magnetic circuits for localization of induction flows. All locking rods are straight, spring-loaded and installed separately for possible longitudinal displacement in bushes rigidly connected by their ends with matrix. At least one of through-holes is eccentric to shells fixed in blind holes of holder. They together form cylindrical spaces each holding at least one magnet sensitive ball commensurable with ends of locking rods and easily moving in it. EFFECT: high efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к бытовой запорной технике, работающей с применением постоянных магнитов, и предназначается для использования в жилых и общественных зданиях. Область применения внутренние двери зданий (офисы, номера в гостиницах и т.д.), входные двери квартир и отдельные комнаты внутри их. The invention relates to household locking technology, working with the use of permanent magnets, and is intended for use in residential and public buildings. Scope internal doors of buildings (offices, hotel rooms, etc.), entrance doors of apartments and separate rooms inside them.

Ухудшение криминогенной обстановки, рост числа квартирных краж вызывает потребность общества в более надежных и защищенных от вскрытия замках. Появляются принципиально новые их модели. Наиболее перспективными среди них являются кодовые магнитно-механические замки, отличающиеся от своих предшественников отсутствием замочной скважины, что исключает их вскрытие какими-либо отмычками, вывод из строя путем засорения скважины, а также возможность многократной перестройки кода ключа и замка. The deterioration of the criminal situation, the increase in the number of apartment thefts causes the need of society for more reliable and tamper-resistant locks. Their fundamentally new models appear. The most promising among them are magnetic magneto-mechanical locks, which differ from their predecessors in the absence of a keyhole, which excludes their opening by any master keys, failure by clogging the well, and the possibility of repeatedly changing the key and lock code.

Среди единичных на сегодня образцов кодовых магнитно-механических замков (см. например, патент США N 3797288, кл. 70-276, 1974), которые по совокупности признаков могут рассматриваться в качестве прототипа, наиболее близок замок (патент США N 4307589, кл. 70-276, 1981), состоящий из механизма секрета, запорной части (собственно замка) и торцевого магнитного ключа. Механизм секрета и запорная часть механически сочленены. Механизм секрета служит для блокировки запорной части в закрытом (открытом) положении, а в случае использования торцевого ключа с соответствующим кодом для запирания (отпирания) замка. Механизм секрета имеет корпус, размещенные в нем соосно поворотную обойму, подпружиненную матрицу с возможностью продольного ее перемещения, запирающие стержни, установленные в отверстиях пластины и обоймы с обеспечением качания и размещения в отверстиях матрицы. Торцевой ключ содержит ориентирующие магниты для управления запирающими стержнями. Among the currently unique samples of coded magneto-mechanical locks (see, for example, US Pat. No. 3,797,288, cl. 70-276, 1974), which, by the combination of features, can be considered as a prototype, the closest lock (US Pat. No. 4,307,589, cl. 70-276, 1981), consisting of a secret mechanism, a locking part (the lock itself) and an end magnetic key. The secretion mechanism and the locking part are mechanically articulated. The secret mechanism is used to lock the locking part in the closed (open) position, and in the case of using the socket wrench with the appropriate code for locking (unlocking) the lock. The secret mechanism has a housing, a coaxially rotatable holder placed therein, a spring-loaded matrix with the possibility of longitudinal movement thereof, locking rods installed in the holes of the plate and holder to ensure swing and placement in the holes of the matrix. The socket wrench contains orientation magnets to control the locking rods.

Вместе с тем отмеченный кодовый магнитно-механический замок обладает целым рядом существенных конструктивных недостатков принципиального характера, что в значительной степени снижает надежность его работы, другие потребительские свойства. Основными среди них являются отсутствие каких-либо конструктивных элементов удержания ключа в прижатом к механизму секрета положении, а также возможность его отсоединения от механизма секрета при неполных оборотах в процессе запирания (отпирания) замка. Помимо неудобств (особенно когда руки пользователя заняты) возможность отсоединения торцевого ключа от механизма секрета при неполных оборотах обоймы в процессе запирания приводит, с одной стороны, к его блокированию (невозможности открыть замок изнутри помещения с помощью постоянного ключа), а с другой позволяет злоумышленнику без особых затруднений с помощью обычных бытовых предметов (ножницы, перочинный нож, спички, авторучка и т.п.) открыть замок путем вращения обоймы в противоположном запиранию направлении, поскольку при неполных оборотах обоймы механизма секрета последняя находится в прижатом к торцу обоймы положении, а ее штифты остаются в кольцевой проточке. Недостатком также является то, что наличие в механизме секрета запирающих стержней, устанавливаемых в отверстиях пластины и обоймы с обеспечением возможности лишь их качания, приводит к резкому снижению числа возможных комбинаций кода замка, а тем самым и уменьшению его стойкости к несанкционированному отпиранию, снижению надежности работы. At the same time, the noted magnetic-mechanical lock has a number of significant structural defects of a fundamental nature, which significantly reduces the reliability of its operation and other consumer properties. The main ones are the absence of any structural elements for holding the key in the position pressed to the secret mechanism, as well as the possibility of disconnecting it from the secret mechanism at incomplete revolutions in the process of locking (unlocking) the lock. In addition to the inconvenience (especially when the user’s hands are busy), the ability to disconnect the socket key from the secret mechanism for incomplete rotation of the clip during locking leads to its blocking (on the one hand, the inability to open the lock from the inside of the room with a permanent key) and, on the other hand, allows an attacker to using ordinary household items (scissors, a penknife, matches, fountain pen, etc.), open the lock by rotating the clip in the opposite direction to the locking, because if In the case of the collar of the secret mechanism, the latter is in the position pressed to the end of the collar, and its pins remain in the annular groove. The disadvantage is that the presence of locking rods in the secret mechanism installed in the holes of the plate and holder with the ability to only swing them, leads to a sharp decrease in the number of possible combinations of the lock code, and thereby reduce its resistance to unauthorized unlocking, reducing reliability .

Отмеченные существенные недостатки прототипа отсутствуют в предложенном устройстве кодового магнитно-механического замка, которое обладает также и рядом других преимуществ. Marked significant disadvantages of the prototype are absent in the proposed device coded magneto-mechanical lock, which also has a number of other advantages.

Сущность изобретения заключается в следующем. Механизм секрета (фиг. 1) конструктивно выполняется таким образом, что его корпус 1 включает кольцевую проточку 2 и пазы 3, а торцевой ключ 3 штифты 5. При запирании (отпирании) замка торцевой магнитный ключ ориентируют штифтами 5 напротив пазов 3 механизма секрета и прижимают к обойме 6. При этом выступы 7 торцевого ключа 4 входят в углубления 8 обоймы 6, образуя с ней плотное механическое сцепление. Для наиболее быстрого и однозначного сочленения торцевого ключа 4 с обоймой 6 в процессе запирания (отпирания) замка штифты 5 ключа 4 выполняют разной ширины (длины) при аналогичной ширине (длине) пазов 3. Такое попарно соответственное подобие габаритов штифтов 5 торцевого ключа 4 и пазов 3 корпуса 1 механизма секрета позволяет быстро и единственно возможным способом начать и завершить полный цикл запирания (отпирания) замка путем поворота ключа 4. В процессе запирания (отпирания) замка штифты 5 торцевого ключа 4 удерживаются кольцевой проточкой 2 корпуса 1 механизма секрета, исключая всякую возможность случайного его прерывания. The invention consists in the following. The secret mechanism (Fig. 1) is structurally performed in such a way that its body 1 includes an annular groove 2 and grooves 3, and the socket key 3 pins 5. When locking (unlocking) the lock, the magnetic key is oriented with pins 5 opposite the grooves 3 of the secret mechanism and pressed to the holder 6. In this case, the protrusions 7 of the socket wrench 4 enter the recesses 8 of the holder 6, forming a tight mechanical engagement with it. For the most quick and unambiguous articulation of the socket key 4 with the clip 6 during the locking (unlocking) of the lock, the pins 5 of the key 4 are of different widths (lengths) with the same width (length) of the grooves 3. Such pairwise corresponding dimensions of the pins 5 of the socket key 4 and grooves 3 cases 1 of the secret mechanism allows you to quickly and only possible way to start and complete the full cycle of locking (unlocking) the lock by turning the key 4. In the process of locking (unlocking) the lock, the pins 5 of the socket wrench 4 are held by an annular groove 2 cases 1 of the secret mechanism, excluding any possibility of its accidental interruption.

Активными носителями кода в механизме секрета (фиг. 2 и 3) служат прямые запирающие стержни 9, устанавливаемые во втулках: по одному в каждой втулке 10. Подпружиненные пружиной 11 запирающие стержни 9 имеют возможность продольного перемещения вдоль оси втулок 10. При этом одним концом запирающий стержень 9 свободно входит в отверстие 12 втулки 10, а другим упирается своим фланцем 13 в противоположное торцевое отверстие 14 втулки 10, образуя с ним и торцом втулки 10 единую плоскость. В свою очередь каждая втулка 10 устанавливается во вкладыш 15 со сквозным отверстием диаметром, несколько большим ее внешнего сечения, так что она имеет возможность продольного перемещения вдоль вкладыша 15. Вкладыши 15 изготавливаются двух типов: с центральным 15а и со смещенным от центра 15б сквозными отверстиями. Вкладыши 15, один из которых по крайней мере имеет эксцентричное сквозное отверстие, плотно устанавливаются в глухие отверстия 16 обойм 6. При этом втулки 10 одной стороной жестко сочленяют с матрицей 17, а другой образуют цилиндрические полости 18, основаниями которых служат дно глухих отверстий 16 обоймы 6 и плоскости, проходящие через торцы втулок 10 и торцы запирающих стержней 9, а их образующими являются внутренние поверхности сквозных отверстий вкладышей 15. В каждую цилиндрическую полость помещают магниточувствительный шарик 19 пассивный носитель кода, поперечное сечение которого незначительно меньше величины торцевого отверстия 14 втулок 10, вследствие чего он свободно перемещается в ней. Подпружиненная пружиной 20 матрица 17 имеет возможность поступательного перемещения вдоль обоймы 6 механизма секрета. С матрицей 17 жестко связан также силовой магнит 21, заключенный в магнитопровод 22, изготавливаемый из материалов с высокой магнитной проницаемостью, например электротехнической стали. Аналогичное конструктивное решение (фиг. 1) имеет и узел подпружиненного силового магнита 23 торцевого ключа 4. Будучи неотъемлемыми элементами магнитных цепей силовых магнитов механизма секрета и торцевого ключа, магнитопроводы локализуют их магнитные потоки индукции, резко снижают потери на рассеяние магнитных полей, в значительной степени уменьшают требуемые массы дорогостоящих магнитов и повышают надежность работы замка. Торцевой ключ 4 имеет также гнезда, в которых размещаются ориентирующие магниты 24, определяющие местоположение магниточувствительных шариков в цилиндрических полостях обойм при его контакте с механизмом секрета в процессе запирания (отпирания) замка. Конструктивное исполнение гнезд обеспечивает возможность перестановки в них ориентирующих магнитов. При этом в ряде случаев, с целью уменьшения габаритов торцевого ключа, узел силового магнита с учетом его функционального предназначения выполняется автономным. The active carriers of the code in the secret mechanism (Figs. 2 and 3) are straight locking rods 9 installed in the bushings: one in each sleeve 10. Spring-loaded locking rods 9 have the possibility of longitudinal movement along the axis of the bushings 10. At the same time, the locking bar at one end the rod 9 freely enters the hole 12 of the sleeve 10, and the other abuts with its flange 13 against the opposite end hole 14 of the sleeve 10, forming a single plane with it and the end face of the sleeve 10. In turn, each sleeve 10 is installed in the liner 15 with a through hole with a diameter slightly larger than its outer cross section, so that it can move longitudinally along the liner 15. The liners 15 are made of two types: with the central 15a and with the through holes offset from the center 15b. The liners 15, one of which at least has an eccentric through hole, are tightly installed in the blind holes 16 of the cage 6. In this case, the bushings 10 are rigidly articulated with the matrix 17 on one side and the cylindrical cavities 18 form the base of the bottom of the blind holes 16 of the cage 6 and the planes passing through the ends of the bushings 10 and the ends of the locking rods 9, and their forming are the inner surfaces of the through holes of the liners 15. In each cylindrical cavity is placed magnetically sensitive ball 19 passive but a code carrier, the cross section of which is slightly smaller than the size of the end hole 14 of the bushings 10, as a result of which it freely moves in it. The spring 17 spring-loaded matrix 20 has the possibility of translational movement along the clip 6 of the secret mechanism. A power magnet 21 is also rigidly connected to the matrix 17, enclosed in a magnetic circuit 22 made of materials with high magnetic permeability, for example, electrical steel. A similar constructive solution (Fig. 1) has a node of a spring-loaded power magnet 23 of the socket key 4. Being integral elements of the magnetic circuits of the power magnets of the secret mechanism and the socket key, the magnetic circuits localize their magnetic fluxes of induction, sharply reduce the loss of scattering of magnetic fields, significantly reduce the required masses of expensive magnets and increase the reliability of the lock. The socket wrench 4 also has slots in which the orienting magnets 24 are located, which determine the location of the magnetically sensitive balls in the cylindrical hollows of the cage when it contacts the secret mechanism in the process of locking (unlocking) the lock. The design of the sockets provides the ability to rearrange the orienting magnets in them. Moreover, in some cases, in order to reduce the dimensions of the socket wrench, the power magnet assembly, taking into account its functional purpose, is autonomous.

Принцип действия предложенной конструкции кодового магнитно-механического замка заключается в следующем. The principle of operation of the proposed design of the coded magneto-mechanical lock is as follows.

При отпирании замка (фиг. 1) торцевой магнитный ключ 4 с установленными в нем управляющими магнитами 24 в соответствии с выбранным кодом ориентируют штифтами 5 напротив пазов 3 механизма секрета и плотно приставляют к его обойме 6. Выступы 7 торцевого ключа 4 при этом входят в углубления 8 обоймы 6, образуя с ней плотное механическое сцепление, а магниточувствительные шарики 19 в цилиндрических полостях 18 вкладышей 15 под действием ориентирующих магнитов 24 торцевого ключа 4 занимают определенное местоположение. В случае совпадения кодов торцевого ключа 4 и механизма секрета магниточувстительные шарики 19 устанавливаются напротив торцов запирающих стержней 9, размещенных во втулках 10 обоймы 6. При последующем нажатии на подпружиненный узел силового магнита 23 торцевого ключа 4 последний перемещается в сторону обоймы 6 и, взаимодействуя с силовым магнитом 21 механизма секрета, притягивает матрицу 17. Свободное поступательное движение матрицы 17 в направлении торцевого ключа 4 обеспечивается тем, что магниточувствительные шарики 19 входят в торцевые отверстия 14 втулок 10, выталкивая подпружиненные запирающие стержни 9 в противоположные отверстия в них. Одновременно штифты 25 матрицы 17 проходят продольные пазы 26 и входят в кольцевую проточку 27 в корпусе механизма секрета. При повороте торцевого ключа 4 его штифты 5 удерживаются кольцевой проточкой 2 корпуса 1 механизма секрета, исключая всякую возможность случайного прерывания процесса отпирания замка, а штифты 25 матрицы 17 в свою очередь проходят их кольцевую проточку 27. Полный оборот торцевого ключа 4 через хвостовик 28 механизма секрета открывает замок, когда засов замка выводится из запорной планки. После отсоединения торцевого ключа 4 от механизма секрета матрица 17 под действием пружины 20, направляемая штифтами 25, скользящими вдоль пазов 26 корпуса 1, возвращается назад. Запирающие стержни 9 с помощью пружины 11 устремляются в сторону торцевого отверстия 14 втулки 10, выталкивая своими торцами магниточувствительные шарики 19, которые занимают соответствующие положения в цилиндрических полостях 18, определяемые силой гравитации. Все функциональные элементы и узлы механизма секрета приходят в исходное положение. When the lock is unlocked (Fig. 1), the socket magnetic key 4 with the control magnets 24 installed in it is oriented with the pins 5 opposite the grooves 3 of the secret mechanism in accordance with the selected code and tightly attached to its holder 6. The protrusions 7 of the socket key 4 enter the recesses 8 of the cage 6, forming tight mechanical adhesion with it, and the magnetically sensitive balls 19 in the cylindrical cavities 18 of the liners 15 under the action of the orienting magnets 24 of the socket wrench 4 occupy a certain location. If the codes of the socket key 4 and the secret mechanism coincide, the magneto-sensitive balls 19 are installed opposite the ends of the locking rods 9 located in the sleeves 10 of the sleeve 6. When the spring-loaded assembly of the power magnet 23 of the socket key 4 is pressed, the latter moves towards the holder 6 and interacting with the power magnet 21 of the secret mechanism, attracts the matrix 17. Free translational movement of the matrix 17 in the direction of the socket wrench 4 is ensured by the fact that the magnetically sensitive balls 19 are in the end from 14 ERSTU sleeves 10, pushing the spring-loaded locking rod 9 in opposite holes in them. At the same time, the pins 25 of the matrix 17 pass through the longitudinal grooves 26 and enter the annular groove 27 in the body of the secret mechanism. When turning the socket key 4, its pins 5 are held by the annular groove 2 of the body 1 of the secret mechanism, eliminating any possibility of accidentally interrupting the unlocking process, and the pins 25 of the matrix 17 in turn pass their annular groove 27. A full turn of the socket key 4 through the shank 28 of the secret mechanism opens the lock when the bolt of the lock is removed from the locking bar. After disconnecting the socket key 4 from the secret mechanism, the matrix 17 under the action of the spring 20, guided by pins 25, sliding along the grooves 26 of the housing 1, returns. The locking rods 9 with a spring 11 rush towards the end hole 14 of the sleeve 10, pushing their ends magnetically sensitive balls 19, which occupy the corresponding positions in the cylindrical cavities 18, determined by the force of gravity. All functional elements and nodes of the secret mechanism come to their original position.

В случае использования торцевого магнитного ключа с отличным от кода, который заложен в механизме секрета определенной установкой втулок во вкладыши с центральным и эксцентричными отверстиями, по меньшей мере один из магниточувствительных шариков не будет ориентирован на "свой" запирающий стержень и матрица, натыкаясь на него торцом соответствующего вкладыша, застопорится. При попытке несанкционированного открывания замка с помощью сильного постоянного магнита, подносимого к наружной поверхности механизма секрета, все магниточувствительные шарики останутся в цилиндрических полостях вкладышей в пределах мест, определяемых силой гравитации и по описанной причине замок также не откроется. In the case of using an end magnetic key with a different code, which is embedded in the secret mechanism by a certain installation of bushings in the liners with central and eccentric holes, at least one of the magnetically sensitive balls will not be oriented towards its “own” locking rod and matrix, bumping into it with an end face corresponding liner will stall. If you try to unauthorized opening of the lock using a strong permanent magnet, brought to the outer surface of the secret mechanism, all magnetically sensitive balls will remain in the cylindrical cavities of the liners within the places determined by the force of gravity and for the described reason, the lock also will not open.

Запирание замка торцевым магнитным ключом осуществляется путем его вращения в противоположную отпиранию сторону. Locking with a magnetic key is carried out by rotating it in the opposite direction to unlocking.

Смена кода реализуется за счет соответствующей установки управляющих магнитов торцевого ключа и вкладышей механизма секрета, при которой по крайней мере один вкладыш будет иметь эксцентричное отверстие. The code change is realized due to the corresponding installation of the control magnets of the socket wrench and the liners of the secret mechanism, in which at least one liner will have an eccentric hole.

Claims

Magnetic-mechanical lock comprising a housing, a coaxially rotatable holder with blind holes placed therein, a spring-loaded matrix mounted in the holder with the possibility of longitudinal movement thereof, locking rods, a locking member, a socket key with slots in which orienting magnets are mounted for controlling location passive coding elements, having a kinematic connection with the end surface of the cage, characterized in that it is equipped with interacting power magnets, one of the cat rykh is fixed on the matrix and the other on the key, while an annular groove and grooves are made in the housing, the socket wrench has protrusions corresponding to the grooves of the housing for tightly pressing against the clip and ensuring joint with the last rotation in the annular groove, and a spring-loaded power magnet assembly, the socket wrench sockets are configured to allow the orientation magnets to be rearranged therein, and the matrix and socket wrench power magnets are integral with the corresponding magnetic cores for localizing the fluxes and products, all locking rods are straight, spring-loaded and installed one at a time with the possibility of longitudinal movement in bushings rigidly connected by one end faces with a matrix placed in through holes, at least one of which is eccentric, inserts fixed in blind holes of the cage and forming others, cylindrical cavities lying in one plane with the ends of the locking rods, together with the inner surfaces of the through holes of the bushings and the bases of the blind holes of the cage, in each of which is placed a gnitosensitive ball, commensurate with the ends of the locking rods and freely moving in it.