一种锁芯固定式十字机械防盗锁的制作方法
【专利摘要】一种锁芯固定式十字机械防盗锁，包括防撬板、防钻片、背板、锁芯、内转动环、外转动环、拨环、力矩限制器、凸轮轴和配套钥匙，主要特征是：锁芯被固定装配于防撬板、背板之间，不能转动。通过凸轮的驱动，锁芯外围的内转动环、外转动环先同步转动15度角并与锁芯错位、再使外转动环单独继续转动并执行开锁，实现了技术无法开启锁具；防撬板位于锁芯的外侧，其对应位置设有十字孔，防止强开工具破坏性开启锁具；力矩限制器能在强力扭转手柄时空转，使锁具免遭破坏且不能开启。开锁过程是插入钥匙，不旋转，通过旋转手柄90度角来完成。上锁不用钥匙，反向旋转手柄50度角来完成。
【专利说明】一种锁芯固定式十字机械防盗锁
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机械防盗锁，具体涉及一种锁芯固定式十字机械防盗锁。
【背景技术】
[0002]机械防盗锁的性能主要体现在两方面:一是防技术开启性能，二是抵抗破坏性能。这两方面的性能必须同时满足使用者的要求，二者缺一不可，否则就不是真正意义上的防盗锁，就会存在安全隐患。
[0003]单纯依靠选取优质材料、增大部件尺寸从而增强锁具防破坏性开启能力的方案显然不够科学、合理，因为还需要考虑主要零部件尤其是锁芯的加工工艺、加工成本、耐磨性、耐腐蚀性等因素。有些锁具的锁芯易于被强开工具破坏掉，原因有多方面:一是材料方面，好的锁芯是用铜制作的，锁孔、弹子孔的加工精度、加工难度及耐磨性、耐腐蚀性都能达到令人满意的程度，但机械强度有限。铝合金锁芯的机械强度则更低。如用合金，则造价高，并且难以加工、不耐腐蚀；二是受力方面，插芯式弹子、叶片机械锁的锁芯始终处于抵抗力不足的弱势状态，锁芯的直径一般为12_，阻力臂较小，强力扭转锁芯时锁芯、弹子受剪切力较大，弹子孔边缘易出现朔性变形，整体锁芯易于遭到破坏，甚至不堪一击；三是缺少保护措施，锁芯直接暴露于门体外，直接与强开工具近距离接触，遭受破坏在所难免。
[0004]“一种错位传动式十字机械防盗锁”(申请号201210375617.2)和“一种错位传动式机械防盗锁锁芯及配套钥匙”(申请号201210535743.X，专利号201220685109.X)，通过采用先错位、后传动的特殊结构和锁定原理，技术无法开启锁具；在防止破坏性开启方面，其结构特点是锁芯直径较大，机械强度高。用于锁定锁具的长弹子位于固定环与转动环之间，阻力臂是普通十字锁的3倍。防钻片的厚度为5.5mm，十字锁孔的缝隙宽度1.3mm,强开工具插入锁芯的深度受到很大限制，因此具有很强的防破坏能力，但在遭遇破快性开启时还不能最大程度减少损伤或实现无损伤。
【发明内容】
[0005]为克服上述锁具存在的不足，本发明提供一种锁芯固定式十字机械防盗锁，通过将锁芯固定，再在锁芯外侧端增设防护机构，用以保护锁芯免遭破坏；通过采用内转动环、外转动环先与锁芯错位，之后再开锁的驱动方式和锁定原理，实现技术无法开启锁具；通过力矩限制器实现强力扭转手柄时，手柄及凸轮轴空转，锁具不能开启。
[0006]本发明采用如下技术方案:一种锁芯固定式十字机械防盗锁，包括防撬板、防钻片、背板、锁芯、内转动环、外转动环、拨环、力矩限制器、凸轮轴和配套钥匙，锁芯的锁孔为十字形，内转动环与锁芯外圆面活动装配，外转动环与内转动环外圆面活动装配，锁芯、内转动环及外转动环上均开有24个弹子孔，并形成24组弹子孔、呈十字排列，静态下各组弹子孔均相通，每组弹子孔中均装有4个圆珠状弹子、I个圆柱形的长弹子和I个弹簧，长弹子的长度等于内转动环的厚度，并为圆珠状弹子直径的2倍，锁芯的每个弹子孔内均装有3个圆珠状弹子，且最外面的弹子与锁芯外圆面高度齐平，在内转动环和外转动环的24组弹子孔中，其中12组由内到外装入弹子及弹簧的顺序为:1个长弹子、I个圆珠状弹子和I个弹簧，另12组由内到外的装入顺序为:1个圆珠状弹子、I个长弹子和I个弹簧，即有12个长弹子横跨于内转动环与外转动环之间，凸轮轴两端分别与防撬板、背板的轴孔活动装配，拨杆与凸轮轴铰接，力矩限制器与凸轮轴装配，力矩限制器主要由凸轮、主动片及从动片组成，当凸轮轴所受扭矩超过设计限值时，手柄、凸轮轴及主动片空转，而凸轮不转动，凸轮里侧端部与拨杆活动接触，凸轮里侧端部的开锁拨销、上锁拨销分别位于拨杆两侧，用于推动拨杆往复摆动，其主要措施是:锁体内还设有相互平行的防撬板和背板，锁芯位于二者之间，锁芯的里侧端与背板上的浅孔固定装配，锁芯的外侧端与防撬板内侧的浅孔装配，防撬板的浅孔中心所在位置设有十字孔，防撬板的外侧以十字孔为中心设有环形槽，并与防护罩的外缘装配，防护罩与防撬板之间活动装配I个防钻片，内转动环的里侧端部固定安装I个具有突出端的拨环，外转动环的里侧端部设有I个开口，背板上设有限位销和止动销，拨环的突出端位于外转动环的开口中，同时还位于限位销与止动销之间，且静态下与开口上边缘接触、与限位销接触，外转动环的外圆面上分别设有I个驱动销和I个复位销，凸轮上设有上凸缘和下凸缘，凸轮转动过程中，上凸缘先与拨环的突出端接触并推动拨环转动，凸轮转动一定角度后，拨环的突出端与上凸缘脱离接触，之后凸轮的下凸缘与驱动销接触，拨环的突出端与止动销接触后，外转动环及驱动销单独转动一定角度。
[0007]进一步，锁芯的里侧端与背板上的浅孔之间以螺钉或焊接方式固定装配。
[0008]进一步，防撬板、背板上分别设有对应的顶轴孔，并与顶轴装配。
[0009]进一步，背板两端设有安装孔，通过螺栓与门体上的安装架固定安装。
[0010]进一步，复位销与复位拉簧一端连接，复位拉簧另一端与拉簧固定销连接。
[0011]根据上述方案，插入钥匙，无论钥匙是否正确，内转动环均能在锁芯外圆面上转动一定角度。当旋转手柄时，凸轮轴通过力矩限制器使凸轮转动，凸轮的上凸缘先与拨环的突出端接触并推动其转动，内转动环、外转动环跟随拨环同步转动。凸轮转动一定度角后，凸轮的上凸缘与拨环的突出端脱离接触，之后凸轮的下凸缘与外转动环上的驱动销接触，继续推动外转动环、内转动环转动，当拨环的突出端与止动销接触并停止转动即内转动环停止转动后，如果钥匙正确，外转动环可继续单独转动，凸轮可继续转动进而推动拨杆摆动、实现开锁动作；如果钥匙不正确，至少有一个长弹子处在内转动环、外转动环之间，阻止外转动环单独转动，凸轮不能继续转动，锁具不能开启。当施加于凸轮轴上的扭矩超过设计限值时，凸轮轴空转，凸轮不转动，锁具仍然不能开启。当无钥匙情况下，内、外转动环之间有12个长弹子阻止二者的相对转动，手柄、凸轮轴空转，锁具还是不能开启。
[0012]上述过程中，内转动环、外转动环先同时与锁芯错位，再驱动开锁机构开锁，故能实现技术无法开启锁具。
[0013]当使用强开工具插入锁孔时，防撬板的十字孔阻止强开工具转动。防撬板的十字孔部位采用合金材料或经过热处理的普通金属材料，其机械强度较大，足以保护锁芯免遭破坏。
[0014]装配锁具时，顶轴能限定防撬板、背板的间距，使凸轮轴能够转动。
[0015]锁具开启后反向旋转手柄回到原始位置，内转动环、外转动环的复位过程依靠复位拉簧的拉力完成。上锁过程不用钥匙，反向旋转手柄来完成。
[0016]本发明的有益效果是:锁具的防撬板及能够空转的手柄，能防止破坏性开启锁具；先错位、后开锁的锁定原理能实现无法技术开启锁具，并且结构简单，总体制造成本没有明显增加。
[0017]下面结合图1至图28对本发明进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1:本发明的结构示意图的主视图；
[0019]图2:本发明的结构示意图的俯视图；
[0020]图3:防撬板主视图；
[0021]图4:防撬板俯视图；
[0022]图5:外转动环的主视图；
[0023]图6:外转动环的俯视图；
[0024]图7:背板的主视图；
[0025]图8:背板的俯视图；
[0026]图9:钥匙的主视图；
[0027]图10:钥匙的左视图；
[0028]图11:内转动环的主视图；
[0029]图12:内转动环的俯视图；
[0030]图13:锁芯的主视图；
[0031]图14:锁芯的俯视图；
[0032]图15:从动片的主视图；
[0033]图16:从动片的左视图；
[0034]图17:主动片的主视图；
[0035]图18:主动片的俯视图；
[0036]图19:拨环的主视图；
[0037]图20:拨环的俯视图；
[0038]图21:顶轴的主视图；
[0039]图22:顶轴的俯视图；
[0040]图23:凸轮轴的主视图；
[0041]图24:凸轮轴的俯视图；
[0042]图25:凸轮的主视图；
[0043]图26:凸轮的左视图；
[0044]图27:凸轮的俯视图；
[0045]图28:锁芯能转动的错位传动式机械防盗锁装配示意图。
[0046]各图中:1:锁芯，2:拨环，3:驱动销，4:拨杆，5:开锁拨销，6:空转弹簧，7:凸轮轴，8:上锁拨销，9:顶轴，10:安装架，11:凸轮，12:门体面板，13:门体加强板，14:从动片，15:主动片，16:碰珠，17:外转动环，18:防钻片，19:防护罩，20:内转动环，21:防撬板，22:背板，23:安装孔，24:复位销，25:复位拉簧，26:开口，27:上凸缘，28:下凸缘，29:防撬板浅孔，30:环形槽，31:背板浅孔，32:限位销，33:止动销，34:拉簧固定销，35:安装环，36:连接环。【具体实施方式】
[0047]图1、图2为本发明的装配示意图，其中，锁芯I (如图13、14所示)的中部轴颈的直径19mm、长度25.5mm,里侧端轴颈的直径17mm、长0.5mm,并与背板22的背板浅孔31 (如图7、8所示)通过4个螺钉固定装配，各个螺孔位置如图1所示。锁芯I的外侧端的轴颈的直径16mm、长0.5mm,并与防撬板21的防撬板浅孔29 (如图3、4所示)装配，上述两个浅孔的深度应大于0.5_，使防撬板21、背板22装配后的间距等于锁芯I的中部轴颈的长度25.5mm。背板22上固定有限位销32和止动销33。防撬板浅孔29的中心所在位置设有十字孔，并与锁芯I的十字锁孔对应。防撬板21外侧以十字孔为中心设有环形槽30，并与防护罩19的外缘装配。防撬板21与防护罩19所围成的空间内装有防钻片18。锁具装配于门体上时，防撬板21的外侧面、防护罩19的外缘的外侧面同时与门体加强板13接触。
[0048]内转动环20(如图11、12所示)与锁芯I的外圆面活动装配，可转动。内转动环20的里侧端部与拨环2(如图19、20所示)固定装配、同步转动。外转动环17与内转动环20的外圆面活动装配，可在内转动环20上转动。外转动环17的里侧端部有I个开口 26(如图5、6所示)，外转动环17的外圆面上固定有驱动销3和复位销24。拨环2的突出端位于开口 26中，同时还位于驱动销3和复位销24之间。复位销24与复位拉簧25的一端连接，复位拉簧25的另一端与拉簧固定销34连接。
[0049]锁芯1、内转动环20及外转动环17上均开有24个弹子孔，并形成24组弹子孔、呈十字排列，静态下各组弹子孔均相通，每组弹子孔中均装有4个圆珠状弹子、I个圆柱形的长弹子和I个弹簧，长弹子的长度等于内转动环20的厚度即5mm，并为圆珠状弹子直径(2.5mm)的2倍，锁芯I的每个弹子孔内均装有3个圆珠状弹子，且最外面的弹子与锁芯I外圆面高度齐平，在内转动环20和外转动环17的24组弹子孔中，其中12组由内到外装入弹子及弹簧的顺序为:1个长弹子、I个圆珠状弹子和I个弹簧，另12组由内到外的装入顺序为:I个圆珠状弹子、I个长弹子和I个弹簧，即有12个长弹子横跨于内转动环20与外转动环17之间。在图2中，外转动环17中有I个较大的圆珠状弹子(直径3mm)，主要用途是帮助内转动环20与外转动环17相互定位。在本实施例中，如无该较大弹子，即所有圆珠状弹子直径均为2.5mm，锁具的性能不变。
[0050]静态下，拨环2的突出端与开口 26的上边缘接触，同时与限位销32接触。在复位拉簧25的拉力作用下，内转动环20与外转动环17均保持静止不动状态，并且24组弹子孔均保持相通状态，此时锁芯I中的所有圆珠状弹子其受力均相同，无法判断哪个弹子该不该移动一个弹子直径距离。
[0051]凸轮轴7(如图23、24所示)的两端分别与防撬板21、背板22的轴孔活动装配。顶轴9 (如图21、22所示)两端分别与防撬板21、背板22的顶轴孔装配，用于限定防撬板21、背板22的间距，使凸轮轴7能够转动。如图2所示，与凸轮轴7装配的力矩限制器主要由凸轮11、主动片15(如图17、18所示)及从动片14(如图15、16所示)组成，并采用碰珠16、空转弹簧6配套结构方式。其中，主动片15与凸轮轴7固定装配，从动片14与凸轮11通过螺钉固定装配，二者之间活动装配主动片15，当施加于凸轮轴7的扭矩超过设计限值时，主动片15克服空转弹簧6的推力，使碰珠16向孔内退让移动，凸轮轴7、主动片15空转，而凸轮11不转动。当力矩限制器的主动片、从动片采用冲压凸棱板及轴向推簧配套结构方式时，其制造成本更低，只是在加工工艺方面需要冲压设备和模具。
[0052]如图25、26、27所示，凸轮11的最里端设有上凸缘27，相邻内侧下端为下凸缘28。拨杆4与凸轮轴7的里侧端铰接，并与凸轮11的里侧端面活动接触，凸轮11里侧端部的开锁拨销5、上锁拨销8分别位于拨杆4的两侧，用于推动拨杆4往复摆动进而完成开锁和上锁。
[0053]开锁过程是插入钥匙(如图9、10所示)，但不旋转钥匙，通过旋转手柄开锁。开锁原理如下:无论钥匙是否正确(这里所称钥匙不正确，是指钥匙的波峰或波谷的高度或深度与正确钥匙相同，不同之处在于波峰或波谷的位置至少有一个不正确)，内转动环20均能在锁芯外圆面上转动，此时因拨环2的突出端与外转动环17的开口 26的上边缘接触，当旋转手柄时，凸轮轴7通过力矩限制器使凸轮11转动，凸轮11的上凸缘27先与拨环2的突出端接触并推动其转动，内转动环20、外转动环17跟随拨环2同步转动。凸轮11转动15度角后，凸轮11的上凸缘27与拨环2的突出端脱离接触，再转3?5度角，凸轮11的下凸缘28与外转动环17上的驱动销3接触，再转3?5度角，拨环2的突出端与止动销33接触并停止转动，即内转动环20停止转动,之后下凸缘28推动驱动销3及外转动环17单独转动。如果钥匙正确，外转动环17可继续单独转动15度角，之后凸轮11的下凸缘28与驱动销3也脱离接触，凸轮11可继续转动进而推动拨杆4摆动、实现开锁动作；如果钥匙不正确，至少有一个长弹子处在内转动环20、外转动环17之间，阻止外转动环17单独转动，凸轮11不能继续转动，锁具不能开启。当施加于凸轮轴7上的扭矩超过设计限值时，凸轮轴7空转，凸轮11不转动，锁具仍然不能开启。当无钥匙情况下，内转动环20、外转动环17之间有12个长弹子阻止二者的相对转动，手柄、凸轮轴7空转，锁具还是不能开启。
[0054]在本实施例中，内转动环20、外转动环17的同步转动角度为:15+(3?5) = 18?20度角；外转动环17的单独转动角度为15度角；内转动环20、外转动环17的相对转角为15度角；下凸缘28与驱动销3脱离接触时凸轮11的总转角为:15+(3?5) + (3?5)+15 =36?40度角，外转动环17、复位销24的总转角为:15+(3?5)+15 = 33?35度角；外转动环17的开口 26的宽度应使内转动环20、外转动环17的相对转角大于15度角即可满足需要，而事实上选择较大的开口 26宽度，对锁具性能无影响，但必须保证开口 26的上边缘位置精确，才能在静态下使内转动环20、外转动环17的各组弹子孔完全相通，从而保证锁具性能。同样原因，限位销32的位置也必须精确，才能使整体锁具在静态下所有弹子组的弹子孔均完全相通、即同孔心。
[0055]下凸缘28与驱动销3脱离接触后，凸轮11再转动50度角即可通过拨杆4完成锁具开启，故凸轮11的总转角为:(36?40)+50 = 86?90度角，即手柄旋转86?90度角即可完成开锁动作。
[0056]锁具开启后反向旋转手柄回到原始位置，内转动环20、外转动环17的复位过程依靠复位拉簧25的拉力完成。上锁过程不用钥匙，反向旋转手柄50度角来完成。
[0057]上述开锁过程中，先使内转动环20、外转动环17同时与锁芯I错位，再驱动开锁机构开锁，故能实现技术无法开启锁具。
[0058]当使用强开工具插入锁孔时，防撬板21的十字孔阻止强开工具转动，用以保护锁芯免遭破坏。
[0059]背板两端设有安装孔23，通过螺栓与门体上的安装架10固定安装。安装架10焊接在门体加强板13上。
[0060]图28为锁芯能转动的错位传动式机械防盗锁装配示意图，锁芯I的外围依次为固定环和外转动环17，其中固定环与背板22以螺钉固定装配，安装环35 —端与背板22接触、另一端与连接环36的一侧面装配，连接环36的另一侧面与门体锁孔装配，整体锁具固定于安装架10上。锁体固定后，锁芯1、外转动环17、拨环2、防钻片18均可转动。当插入锁孔的强开工具的宽度使锁芯I中的弹子移入固定环的弹子孔中的距离大于弹子半径时，锁芯可转动，固定环、外转动环17之间的长弹子承受剪切力；当强开工具的宽度使锁芯I中的弹子移入固定环的弹子孔中的距离小于弹子半径时，锁芯不能转动，锁芯及固定环的内圆面承受强开工具的破坏力，因此不能保证锁具完好无损。
【权利要求】
1.一种锁芯固定式十字机械防盗锁，包括防撬板、防钻片、背板、锁芯、内转动环、外转动环、拨环、力矩限制器、凸轮轴和配套钥匙，锁芯的锁孔为十字形，内转动环与锁芯外圆面活动装配，外转动环与内转动环外圆面活动装配，锁芯、内转动环及外转动环上均开有24个弹子孔，并形成24组弹子孔、呈十字排列，静态下各组弹子孔均相通，每组弹子孔中均装有4个圆珠状弹子、I个圆柱形的长弹子和I个弹簧，长弹子的长度等于内转动环的厚度，并为圆珠状弹子直径的2倍，锁芯的每个弹子孔内均装有3个圆珠状弹子，且最外面的弹子与锁芯外圆面高度齐平，在内转动环和外转动环的24组弹子孔中，其中12组由内到外装入弹子及弹簧的顺序为:1个长弹子、I个圆珠状弹子和I个弹簧，另12组由内到外的装入顺序为:1个圆珠状弹子、I个长弹子和I个弹簧，即有12个长弹子横跨于内转动环与外转动环之间，凸轮轴两端分别与防撬板、背板的轴孔活动装配，拨杆与凸轮轴铰接，力矩限制器与凸轮轴装配，力矩限制器主要由凸轮、主动片及从动片组成，当凸轮轴所受扭矩超过设计限值时，手柄、凸轮轴及主动片空转，而凸轮不转动，凸轮里侧端部与拨杆活动接触，凸轮里侧端部的开锁拨销、上锁拨销分别位于拨杆两侧，用于推动拨杆往复摆动，其特征是:锁体内还设有相互平行的防撬板和背板，锁芯位于二者之间，锁芯的里侧端与背板上的浅孔固定装配，锁芯的外侧端与防撬板内侧的浅孔装配，防撬板的浅孔中心所在位置设有十字孔，防撬板的外侧以十字孔为中心设有环形槽，并与防护罩的外缘装配，防护罩与防撬板之间活动装配I个防钻片，内转动环的里侧端部固定安装I个具有突出端的拨环，外转动环的里侧端部设有I个开口，背板上设有限位销和止动销，拨环的突出端位于外转动环的开口中，同时还位于限位销与止动销之间，且静态下与开口上边缘接触、与限位销接触，外转动环的外圆面上分别设有I个驱动销和I个复位销，凸轮上设有上凸缘和下凸缘，凸轮转动过程中，上凸缘先与拨环的突出端接触并推动拨环转动，凸轮转动一定角度后，拨环的突出端与上凸缘脱离接触，之后凸轮的下凸缘与驱动销接触，拨环的突出端与止动销接触后，外转动环及驱动销单独转动一定角度。
2.根据权利要求1所述的一种锁芯固定式十字机械防盗锁，其特征在于:锁芯的里侧端与背板上的浅孔之间以螺钉或焊接方式固定装配。
3.根据权利要求1所述的一种锁芯固定式十字机械防盗锁，其特征在于:防撬板、背板上分别设有对应的顶轴孔，并与顶轴装配。
4.根据权利要求1所述的一种锁芯固定式十字机械防盗锁，其特征在于:背板两端设有安装孔，通过螺栓与门体上的安装架固定安装。
5.根据权利要求1所述的一种锁芯固定式十字机械防盗锁，其特征在于:复位销与复位拉簧一端连接，复位拉簧另一端与拉簧固定销连接。
【文档编号】E05B27/00GK103726721SQ201410020215
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】吕雪寒 申请人:吕雪寒