具有安全鎖定的鑰匙控制的鎖的製作方法
2023-05-04 00:56:31 5
專利名稱：具有安全鎖定的鑰匙控制的鎖的製作方法
背景本發明涉及一種鑰匙控制的鎖。特別是，涉及一種當鎖打開時，鑰匙既不能轉動也不能取出的鎖，這樣提供了一種防止意外鎖定的附加保護措施。
發明綜述本發明涉及一種鎖體，其由兩個完全相同的具有若干整體形成的零件的鑄造部分組成。這些零件使鎖易於裝配並幫助將鎖的運動零件固定在適當位置上。各部分由塑料材料製成，形成了一個堅固的輕量裝置。在每個部分的多個零件中包括一可在其上放置標牌的凹進部分，用於在裝配中對齊兩個部分的許多凸出和孔，以及用於固定、支撐和定向各種運動零件的若干直立的支撐結構、凹陷和其它結構。鎖體還帶有一個受限制的鑰匙孔以防止填塞。
在本發明的一種鎖中，鎖的鉤環在其長腿內側帶有一第一凹口，靠近長腿端部有一個頸狀部分，在凹口和頸狀部分間有一個凹陷的內表面。頸狀部分由圓周凹痕形成，比凹口淺。
在鉤環處於鎖住位置時，鎖軸承咬合住凹口並被由鑰匙轉動的止動件固定在位置上。這樣，鎖軸承防止鉤環被拉回。轉動鑰匙移動止動件，允許鎖軸承從凹口中移出。由於鎖軸承不再被止動件固定在應有位置上，作用在鉤環上的向上的力使鉤環能夠被拉回，這樣就把鎖打開了。
當鉤環被拉回時，原來咬合住鉤環長腿上凹口的鎖軸承防止鑰匙轉動。這是因為在轉動鑰匙時，鎖軸承部分地妨礙，從而阻止了止動件移動。當重新插入鉤環的短腿時，鎖軸承重新進入鉤環長腿的凹口中，並在轉動鑰匙時不再阻止止動件轉動。
可在鉤環短腿內側形成一個附加的凹口，位於第一凹口對面。在這種情況下，使用第二鎖軸承以咬合第二凹口，這樣就為鎖鉤環的止動機械裝置提供了附加的強度。
附圖簡要描述本發明通過下面的附圖得以最好的理解，其中
圖1所示為處於鎖住位置的鎖的透視圖2所示為形成鎖體的一個部分的內部透視圖；圖3所示為處於鎖住位置的運動零件的俯視圖；圖4所示為處於打開位置的運動零件的俯視圖；圖5所示為延伸部分的視圖；圖6所示為鎖芯的視圖；圖7所示為鎖鉤環的視圖；圖8所示為帶槽件的詳細視圖。
優選實施例詳細描述本發明的鎖200具有一個鎖體10，鎖體10最好由輕重量的具有良好耐衝擊性和耐化學腐蝕性的塑料樹脂形成。塑料樹脂比鋼既輕又便宜。它們也適合於在惡劣天氣環境中長期使用並能經受住較大的溫度變化。而且，不象通常形成鎖體的大部分金屬，塑料樹脂是不導電的。
在優選實施例中，鎖體10由General E1ectric公司製造的XENOYTM形成。選擇這種材料是因為其強度、耐衝擊性和耐化學腐蝕性及其低密度。根據本發明也可使用其它塑料製造鎖體。
鎖體10的外部帶有一個稍稍凹進的矩形部分12。這個部分適於放置帶有識別信息、說明等的標牌或不乾膠標籤。作為另外一種選擇，凹進部分可以是圓形、三角形或正方形。實際上任何二維形狀都滿足。
鎖體還帶有一個位於其底面16上的一個蝴蝶形狀的鑰匙孔14。鑰匙孔帶有安裝在鎖體10內的第一對和第二對靠合件18、20。這些靠合件，或鑰匙擋塊，限制了鑰匙的轉動。在優選實施例中，鑰匙柄碰到一對或另一對鑰匙擋塊18、20前，鑰匙只能在鎖住和打開位置間轉動約90°。
鎖體10在其具有鑰匙孔14的底部約為1/8」厚。這意味著，相對於鎖體10的底面16，鎖芯22入口至少要凹進這麼大距離。凹進成形的鑰匙孔14提供了防止挖和填塞鎖的附加保護措施。
鎖體內有一個容納鎖運動零件的鎖空腔。運動零件包括鎖芯22，鎖鉤環24，球形鎖軸承26、28和延伸元件30。運動零件由鎖體10的成形內表面38固定在適當位置上。
鎖體10由兩個完全相同的用前述XENOYTM合金製造的半邊或部分34、36組成。每個部分是具有縱軸線A、內表面38和外表面40的單個鑄件，軸線A把該部分分成左側和右側。內表面38由一對側壁42和44以及頂壁46和底壁48圍成。
內表面38包括若干整體形成的零件。這些零件使鎖易於裝配，幫助把一部分連接到另一部分，和/或在鎖裝配完後把運動件固定在應有位置上。使用兩個完全相同的部分簡化了製造，因為只需要製造和在手頭保存一種零件即可裝配。
每個部分具有一體形成的定位柱50、52和接收孔54、56。一個部分上的柱與相對部分上的孔配合。柱和孔在裝配中有助於對齊這兩部分。兩個定位柱中的第一個50位於該部分頂壁46的邊58上，約處於縱軸線A和側壁42中間。第一定位柱50與(相對部分上的)位於邊58上的第一孔配合，該孔約處於該部分的縱軸線A和另一側壁44中間。第二定位柱52位於該部分的底壁48附近並靠近側壁42，其與位於底壁48附近並靠近相對部分另一側壁44的互補接收孔56配合。
在每個部分上還有兩對企口接合件以在裝配鎖體時起輔助作用。當兩個部分被超聲焊接在一起時，該企口接合件還起到能量導向器的作用。
第一對企口接合件的凹槽件60是L形的，其中一個腿62沿鎖部分的一個側邊64延伸，第二腿66沿底邊68的一側延伸。該凹槽的互補凸槽件70具有沿另一側邊74延伸的第一腿72和沿底邊68另一側延伸的第二腿76。
第二對企口接合件位於頂邊58的中間部分。在該第二對企口接合件中，凹槽78從頂邊58部分地向側邊64的方向延伸。凸槽件80同樣從頂邊58部分地向另一側邊74的方向延伸。這樣，企口接合件就出現在該部分的全部四個邊上。
如圖8所示，每個凹槽件具有一對凹槽側壁82、84和一個底部86。凹槽件的底部具有鋸齒狀部分88。更適宜的是，鎖體通過用超聲波將兩個相對部分焊接一起而形成。在該工序中，當至少一部分凸槽件融化時，凸槽件和凹槽件就融合在一起。當塑料樹脂在焊接操作中軟化並流動時，凹槽件中的鋸齒狀部分能夠容納塑料樹脂。作為另外一種選擇，當使用粘接劑代替或作為超聲波焊接的補充時，鋸齒狀部分可容納過量的粘接劑。
應該注意到在優選實施例中，在裝配過程中幫助對齊兩個部分的定位柱50、52，比在密封鎖體中起輔助作用的凸槽件70、80要高。
每個部分在其頂邊58靠近側邊處具有兩個分開的半圓形鉤環切口90、92。這些切口相對該部分的縱軸線A對稱布置。在裝配完的鎖體中，相對的一對切口形成鉤環開口，當鉤環處於鎖住位置時，J形鎖鉤環24的腿佔據該開口。如圖2所示，部分34上的鉤環切口與位於頂邊58上的企口接合件相鄰。
每個部分在其底邊上還有一個中心切口94。該中心切口形成蝴蝶形鑰匙孔14的一半。當鎖裝配完後，一個中心切口與其位於相對部分上的倒象切口配合形成一個具有一對前述鑰匙擋塊的蝴蝶形鑰匙孔14。
每個部分的內表面由許多直立的支撐結構96組成，支撐結構96幫助支撐、固定和定向各種鎖構件。在這些結構中包括兩排小的支撐筋98，每排支撐筋與頂邊上的半圓形鉤環切口90、92之一對齊。每排支撐筋與該部分的相鄰側邊平行，其形狀為能夠容納鎖鉤環的一條腿。第二定位柱52位於這兩排之一遠離半圓形鉤環切口的端部。該定位柱52作為鎖鉤環24長腿132的擋塊，保證後者不會在鎖體10中下降太深。
每個部分還具有一單排位於中心的大支撐筋100。這排大支撐筋從該部分內側的底邊靠近鑰匙孔14中心切口處，向上到約鎖體的三分之二。這排位於中心的大支撐筋100的形狀和尺寸適合於容納鎖芯22。鎖芯放在這一排上並頂住中心切口的內表面。與該部分一體的一對殼體擋塊102防止鎖芯體向上移動。
與每個部分一體的還有一個凹陷結構104，用於容納和固定鎖芯的圓柱形延伸部分。如圖2所示，凹陷結構是以沿部分縱軸線A伸展的第一溝槽形式出現的。其從內表面38上的靠合件110、112伸展到該部分34的頂壁46。
弧形結構的每一側有兩個淺碗形凹陷106、108，凹陷也位於該部分內側上部的頂部元件上面。這些凹陷由第二溝槽形成，該溝槽相對於第一溝槽橫向放置，並與縱軸線A交叉。這些凹陷的大小能夠容納鎖軸承26，鎖軸承用於咬合鎖鉤環上的凹口。當鎖裝配完並處於鎖住位置時，如圖3所示，鎖軸承被固定在一對相對凹陷間的支撐部分，一側以延伸部分30為界，另一側以鎖鉤環為界。
每個部分另一特徵是一對位於每個碗形凹陷下面的L形焊接靠合件110、112。該焊接靠合件比任一排支撐筋都高。然而，焊接靠合件不象凸槽件或定位柱從該部分向上延伸那麼遠。焊接靠合件位於該部分的中心區域，遠離該部分的邊，從而，遠離企口接合件。在超聲波焊接操作中，當把兩部分放在一起並且企口接合件被融化時，焊接靠合件相互對接在一起。這樣，焊接靠合件就防止這兩部分被相互壓得太近而幹涉正常的鎖和開鎖操作。實際上，焊接靠合件還能保持相對的筋被以最小預定距離分開。
圖3所示為鎖被鎖上時，一個部分中鎖運動件的外觀。如圖6所示，鎖芯有一殼體114，殼體具有整體形成的銷釘架116。鎖芯還有插頭118，插頭在一端有一個鑰匙插孔用於容納鑰匙。至少插頭的一部分位於殼體114內。在遠離鑰匙插孔的插頭另一端有一個一體形成的插頭突出122。該插頭和插頭突出用鑰匙轉動。
圖3鎖芯上面所示為延伸部分30，其位於兩個凹陷106、108間的結構中。在裝配完的鎖中，延伸部分30位於由相對結構形成的延伸空腔中。如圖5所示，延伸部分30大體上為圓柱形並在其一端有一延伸突出124。延伸突出與鎖芯插頭118上的插頭突出122相配套。當鑰匙轉動鎖芯插頭時，插頭和插頭突出沿縱軸線A轉動。在這個運動中，插頭突出接觸並接著轉動延伸部分30。
如本領域普通技術人員所熟知的，可以替換插頭和延伸部分上的互補接觸突出，例如，通過在這些構件上形成的互補凸凹元件。插頭和延伸部分可以改為能夠完成二者功能的一個單個零件。作為另外一種選擇，它們可以包括許多可操作接合的元件，這些元件共同完成這些相同的功能。
延伸部分在其圓柱側壁130上還具有一對弧形底切部分126、128。底切部分的尺寸和形狀最好與鎖軸承26、28一致。當鎖處於鎖住位置時，底切部分與鎖軸承成直角。在該位置時，每個鎖軸承的一側佔據了一個鉤環凹口136、138，同時另一側由延伸部分的圓柱壁130固定在其應有的位置上。當鎖軸承被固定在該位置時，鉤環24不能被拉回。
鉤環具有一個長腿132和一個短腿134。在優選實施例中，每個腿具有一個位於內側腿表面上的凹口136、138。每個凹口136、138的曲線形狀與延伸部分的底切部分曲線形狀相似。在其端部附近，鉤環的長腿132還具有一個徑向對稱的頸狀部分140，該頸狀部分有一個圓周凹痕。在長腿的凹口和頸狀部分之間有一個位於長腿內表面上的凹進平面部分142。該部分相對長腿132的圓柱輪廓向內凹進。然而，長腿凹口136比凹進平面部分142或頸狀部分140的圓周凹痕要深。
鎖軸承26、28是球形金屬球，其也可以是塑料的或陶瓷的，其尺寸適合於延伸部分的底切部分及鉤環凹口的輪廓。當鉤環24處於鎖住位置時，軸承被固定在鉤環凹口和延伸部分30的圓柱壁130之間。當鉤環被拉回時，軸承仍靠在該部分的前述凹陷中，但能夠稍稍移動一些。
為打開鎖，穿過限制的鑰匙孔14把鑰匙插入到鎖芯22的插頭118中。一旦鑰匙的凹口與鎖芯中相應的制栓銷釘相匹配，在插頭118和鎖芯殼體114間就形成了正確的剪切線。這允許鑰匙、鎖芯插頭118和延伸部分30轉動到鑰匙擋塊20。最好轉動鑰匙約90°以實現開鎖。
當轉動鑰匙打開鎖時，插頭118和延伸部分30也轉過90°。這使得底切部分126、128變成與鎖軸承對齊。當延伸部分和底切部分處於該位置，並且施加一個力以從鎖體拉回鉤環時，鎖軸承26、28被從鉤環24的凹口136、138中擠出來並咬合住延伸部分的底切部分。這允許短腿自由地從鎖體中通過。當如圖4所示打開時，鉤環可繞仍然保持在鎖體10中的鉤環長腿轉動360°。
當鉤環24被拉回時，鎖軸承26或者與凹陷部分142或者與長腿頸狀部分140對接。因為這兩個部分不象凹口136那樣深，所以鎖軸承26至少部分地進入到底切部分128中。如果現在要轉動鑰匙，鎖軸承26將被擠在底切部分128內壁和鉤環長腿132的平面142間。這阻止了鑰匙被轉動。
要鎖住鎖，必須把鉤環24的短腿134插入到鎖體中。這允許鎖軸承26能夠進入長腿的凹口中，使其不再佔據底切部分128。在這種情況下，延伸部分30，從而鑰匙可以被轉動，而不會受到鎖軸承26的阻礙。
儘管最好在兩條鉤環腿上都有一個凹口，短腿134上的凹口138對實施本發明不是絕對關鍵的。可以去掉短腿上的凹口138，與其相應的鎖軸承28及延伸部分30上的相應底切部分126。這樣，則只有長腿132有一個凹口136，並只有單個鎖軸承26和在延伸部分上形成的單個底切部分128。並且如上所述，延伸部分可與鎖芯插頭形成一體，從而減少運動件數量。
鎖的裝配十分簡單。將第一部分36放在平面上，該部分的內表面38朝上。然後把鉤環24、鎖芯22和延伸部分30放在做成能容納它們的這些內部件上，其中鉤環放在插入位置上。當鉤環被插入時，鎖芯22中僅能以一種方式放置，銷釘架116位於鉤環24短腿134的下方，如圖3所示。下一步，將鎖軸承26、28放在延伸部分30和鉤環凹口136、138之間。然後，將第二部分34放在運動件上並與第一部分36對齊。然後把這兩部分用超聲波焊接，形成鎖200。該裝配工序與先有技術不同，在先有技術中，先把一個已經具有鉤環和鎖芯的鎖體固定在適當位置上，在鎖體上鑽孔，把鎖軸承等放在預定的位置上，然後封閉鑽孔。
儘管這裡描述了被認為是本發明最佳的實施例，但對本技術領域普通技術人員來說，很顯然，在不超出如後附的權利要求書所確定的本發明的範圍及精神實質的情況下，對本發明可進行各種改變和變型。
權利要求
1．一種鎖體結構，包括由完全相同的零部件形成的第一和第二部分，每個所述部分具有一個縱軸線，一個外表面，一個內表面和一個圍繞所述內表面並在壁邊界終止的直立壁，當第一和第二部分的所述內表面互相面對時，所述第一和第二部分所述壁邊界適於相互貼靠以在所述第一和第二部分間限定一個鎖空腔；在每個所述第一和第二部分內表面上形成的多個直立支撐結構，當所述第一和第二部分的壁邊界靠在一起時，所述第一部分的所述支撐結構與所述第二部分的所述支撐結構被分隔開，並在其間限定了許多預定間距的空間以容納鎖構件。一對分開的鎖鉤環開口，該開口由每個所述第一和第二部分的所述壁之一上形成的一對鎖鉤環切口限定，當所述壁邊相互貼靠時第一部分鎖鉤環切口與第二部分鎖鉤環切口相對。一個鑰匙孔，該孔由由每個所述第一和第二部分的所述壁之一上形成的鑰匙孔切口限定，噹噹所述壁邊相互貼靠時第一部分鑰匙孔切口與第二部分鑰匙孔切口相對。
2．根據權利要求1所述的鎖體結構，其特徵在於，所述第一和第二鑰匙孔切口形成第一和第二對鑰匙靠合件，當所述第一部分邊與第二部分邊貼靠並且鑰匙插入到所述鑰匙孔時，所述第一對鑰匙靠合件設置成在第一方向上擋住鑰匙的轉動，所述第二對鑰匙靠合件設置成在第二方向上擋住鑰匙的轉動。
3．根據權利要求1所述的鎖體結構，其特徵在於，每個所述第一和第二部分是單塊鑄造塑料。
4．根據權利要求1所述的鎖體結構，還包括至少一個沿所述第一部分邊之一延伸的第一高度的凸槽件，和至少一個沿所述第二部分邊延伸的凹槽件，當所述第一部分邊與所述第二部分邊貼靠時，所述凸槽件與所述凹槽件相對。
5．根據權利要求4所述的鎖體結構，還包括一個在所述第一表面上形成的柱和一個在所述第二表面上形成的互補孔，所述柱具有超過所述第一高度的第二高度，當所述第一部分邊與所述第二部分邊貼靠時，所述柱與所述互補孔相對。
6．根據權利要求1所述的鎖體結構，其特徵在於，所述第一部分還包括遠離所述第一內表面所述邊壁的第一和第二靠合件，所述第一靠合件與位於所述第一縱軸線對側的第二靠合件相對，所述第二部分還包括遠離所述第二內表面所述邊壁的第三和第四靠合件，所述第三靠合件與位於所述第二縱軸線對側的第四靠合件相對，當所述第一部分邊與所述第二部分邊貼靠時，所述第一靠合件與所述第四靠合件相對，所述第二靠合件與所述第三靠合件相對，當所述第一靠合件與所述第四靠合件貼靠並且所述第二靠合件與所述第三靠合件貼靠時，所述第一及第四靠合件和所述第二及第三靠合件在相對的第一和第二部分直立支撐結構間保持最小的預定距離。
7．根據權利要求1所述的鎖體結構，其特徵在於，每個所述第一和第二部分還包括沿第一部分縱軸線形成的第一溝槽和與第一溝槽橫向交叉並與縱軸線交叉的第二溝槽，當所述第一部分邊與所述第二部分邊貼靠時，所述第一部分的第一和第二溝槽與所述第二部分的第一和第二溝槽相對，以在其間形成預定距離的空間以容納運動的鎖零件。
8．可在鎖住和打開狀態間運動的鎖，所述鎖包括由兩個完全相同的第一和第二部分形成的鎖體，所述第一部分具有第一縱軸線、第一外表面、第一內表面、圍繞所述第一內表面的第一部分壁和在所述第一部分壁上形成的第一部分邊，所述第二部分具有第二縱軸線、第二外表面、第二內表面、圍繞所述第二內表面的第二部分壁和在所述第二部分壁上形成的第二部分邊，當所述第一內表面與所述第二內表面相對時，所述第一部分邊與所述第二部分邊貼靠以在所述第一和第二部分間限定一個鎖空腔；通過使第一和第二鑰匙孔切口相對在所述鎖體上形成的鑰匙孔，所述第一鑰匙孔切口形成在所述第一部分壁之一上，所述第二鑰匙孔切口形成在所述第二部分壁之一上。通過使第一和第二對鉤環切口相對在所述鎖體上形成的分開的第一和第二鉤環開口，所述第一對鉤環切口形成在第一部分壁之一上，所述第二鉤環切口形成在相對的所述第二部分壁之一上；可在插入和拉回位置間移動的鎖鉤環，當所述鎖鉤環處於所述插入位置時，所述鎖鉤環第一鉤環腿佔據所述第一鉤環開口，第二鉤環腿佔據所述鉤環開口；以及多個位於所述鎖體內的鎖元件，其可操作地與所述鎖鉤環接合以允許所述鉤環在所述插入和拉回位置間移動，移動取決於通過所述鑰匙孔插入入到所述鎖元件的鑰匙的轉動。
9．根據權利要求8所述的鎖，還包括在每個所述內表面上整體形成的多個直立支撐結構，所述第一內表面上的所述支撐結構和所述第二內表面上的支撐結構分隔開並且相對，以在其間限定多個預定尺寸的空間；具有沿所述第一和第二縱軸線的第一部分延伸的鎖芯插頭的鎖芯，所述鎖芯插頭安裝成當從所述鑰匙孔插入到所述插頭的鑰匙轉動時，其沿所述軸線轉動。所述第一和第二鉤環腿和所述鎖芯佔據所述多個空間。
10．根據權利要求9所述的鎖，其特徵在於，每個所述第一和第二部分還包括沿各自第一和第二縱軸線的第二部分形成的第一溝槽，所述第一部分第一溝槽與第二部分第一溝槽相對以在其間限定一個延伸部分空腔，一個延伸部分元件位於所述延伸部分空腔中，當通過所述鑰匙孔插入到所述鎖芯插頭中的鑰匙轉動時，所述延伸元件與所述鎖芯插頭一起轉動。
11．根據權利要求10所述的鎖，其特徵在於，每個所述第一和第二部分還包括與第一溝槽橫向交叉並與各自第一和第二縱軸交叉的第二溝槽，所述第一部分的第二溝槽與第二部分的第二溝槽相對以在其間限定一對分隔開的軸承支撐空間；第一和第二鉤環咬合件可移動地定位在所述軸承支撐空間中；第一凹口形成在所述第一鉤環腿上，第二凹口形成在所述第二鉤環腿上；當鎖處於所述鎖住狀態時，所述第一和第二鉤環咬合件咬合住各自的所述第一和第二凹口。
12．根據權利要求9所述的鎖，其特徵在於，所述第一部分還包括遠離所述第一內表面的所述邊壁的第一和第二靠合件，所述第二部分還包括遠離所述第二內表面所述邊壁的第三和第四靠合件，所述第一靠合件與所述第四靠合件相對，所述第二靠合件與所述第三靠合件相對。
13．根據權利要求12所述的鎖，還包括至少一個沿所述第一部分邊之一延伸的凸槽件和至少一個沿所述第二部分邊延伸的凹槽件，所述凸槽件插入到所述凹槽件中，所述凸槽件的至少一部分被融化，其特徵在於，至少所述第一及第四靠合件和所述第二及第三靠合件之一相互貼靠，以在相對第一和第二部分上的所述直立支撐結構間保持最小預定距離。
全文摘要
公開了一種鎖(200),當鎖(200)打開時,鑰匙既不能轉動也不能取出。鎖體(10)是由兩個完全相同的部分(34,36)組成的,每個部分的內表面(38)具有容納鎖(200)運動零件的結構(104,106,108)。鎖芯(圖6)帶有一個插頭(118),其可操作地與延伸部分(30)嚙合。鎖的鉤環(24)由鎖軸承(26)咬合,軸承(26)由延伸部分(30)固定在位置上。轉動鑰匙就使插頭(118)轉動,從而使延伸部分(30)轉動。由於鎖軸承(26)不再被固定在位置上,這使得鎖鉤環(24)脫開。當鎖的鉤環(24)被抽回後,其輪廓與鎖軸承(26)貼靠,使得鎖軸承(26)咬合住延伸部分(30),從而防止延伸部分(30)、插頭(118)和鑰匙發生轉動。
文檔編號E05B11/00GK1230239SQ97197949
公開日1999年9月29日 申請日期1997年7月22日 優先權日1996年7月23日
發明者B·A·格拉斯 申請人:總鎖公司