专利名称：机械卡片锁的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用卡片的机械锁系统。
采用磁性或其它形式编码卡片和滑动型读取器的电子卡片系统已逐渐用来代替机械锁。但这种电子卡片系统相对昂贵，不管是费用投资，还是日常维护。
用钥匙开启的锁的一个问题是改变锁码困难。如果钥匙丢失或被盗，就需要提供一组新钥匙并改变所有正常锁闭的锁。
机械卡片锁已经公知，例如从美国专利第4149394号中可知。其中使用了带有圆孔的卡片，卡片能够进入锁中，因此，有偏压的滚珠轴承被移动，如果滚珠轴承以预定的方式移动，锁即可以被打开。美国专利4992205号揭示了一种类似的环可开启锁。所有这些装置会使卡片锁不能方便地改变锁码，除了机械结构以外不允许使用磁条。对每个球或环来说，这种装置仅提供一种可能的位置，不允许主人锁闭系统。
美国专利第4627252中揭示了一种卡片开启的锁，该锁采用了一组板，这些板布置成直接接收端部有选择地开有凹槽的卡片。这种锁仅能在一面开启，换锁码需要重新布置板组。这种设计使用户卡片直接接合锁机构，对每个球或环来说仅允许一个可能的位置，且不能为主人提供锁闭系统。
本发明的目的之一是提供一种机械卡片锁，它至少部分克服现有技术中的不足。
本发明的一个方面是包括一个锁机构，该机构包括一组大致平行的板，板布置成在操作时能相对移动。所述板带有用来接合用户卡片的装置和用来接合编码轮廓的装置。锁机构布置成在下列情况时锁机构被释放，即用户卡片被接合，并使所述的板呈现一定的轮廓，用来接合编码轮廓的装置被正确定位以接合所述的轮廓。
本发明的另一方面是提供一种锁，它包括一组大致平行的板，板设计成在操作时能相对移动。所述板具有用来接合用户卡片的装置和用来接合编码轮廓的装置，以及用来驱动插栓机构的装置，锁的布置是，所述用来驱动锁栓机构的装置仅在下述情况时开启，即用户卡片被接合，使所述的板呈现一定轮廓，用来接合编码轮廓的装置被正确定位以接合所述轮廓。
本发明的再一个方面是包括适合同锁机构一起使用的卡片，该锁机构包括一组大致平行的板，所述的板在一边至少带有一个凸台，用来插入用户卡片，其中所述卡片带有一组预定尺寸的切入其内的开口，每个所述凸台的插入深度取决于开口的尺寸，插入的深度和之后由所述板位移的范围为开启所述的锁提供一个编码。
下面将结合附图对本发明进行更详细地描述。
图1以剖视图的形式示出的第一实施例编码锁的简化示意图;
图2是第一实施例的卡片和锁部件的透视图;
图3是第一实施例的主体和板状部件的透视图;
图4是编码锁的一种形式的透视图;
图5是第二实施例的简化示意图;
图6是本发明的卡片钥匙的一个实施例;
图7是本发明的第二实施例的板状部件的透视图;
图8表示部分透视分解图，表示第二实施例的开启;
图9是本发明第三实施例的剖面透视图;
图10是第三实施例的编码锁的透视图;
图11是本发明第四实施例的剖面透视图;
图12是第四实施例的编码锁的透视图，表示了打开编码卡片盖;
图13与图12类似，表示了关闭的盖板;
图14表示了第四实施例编码锁的背部;
图15表示了第四实施例的滑动板;
图16表示了第四实施例的凸轮装置;
第一实施例参照图1，锁15建立在锁体80上，锁体80带一些销和槽，销和槽的功能将在下面描述，并且提供了外面可见的锁的外观。
主体80借助于锁88、89以及101-104固定板50，可以看到组装后的板50能够相对于主体80竖直滑动。
主体80还借助于销86、87和槽33、34固定锁板组件30。如图2所看到的，锁板组件30包括一组相似的板31，板31以薄片的形式叠置在一起，并能水平地滑动，这种运动在销86、87和槽33、34范围内有效。
主体80还包括一个能将编码卡片40插入的槽84。编码插板40是一个由凹槽和凸出部41构成的异形板(见图2)。其宽度与板31的厚度相适应，以便将板31水平的推入编码插板40所限制的型板中。由销105固定的弹簧在没有编码钥匙插入时将板保持在适当的位置。
板50通过销51、52以及槽23、24固定钥匙板组件20。钥匙板组件20包括一系列板，这些板与锁板组件30布置相同。且有相同的厚度，但横截面形状不同。
锁栓70靠在板50上，并且由销54固定在锁紧位置或者开启位置。弹簧92使锁栓70保持在适当的位置。锁栓70的上表面带有槽72、73，槽72、73分别确定开启和锁紧位置。
参照图2，用户的钥匙10带有多个槽11，每个槽到底边13的距离是预定，侧向位移的变化确定了一个特殊的钥匙编码。两端的槽编码11、12最好对称，以便在门的两侧均可将锁开启或锁闭。
联锁机构的操作将参照图2揭示如下。
用户卡片10插入钥匙板组件20的空腔27中。板21和其突出部26相对于用户钥匙向上，突出部26穿入用户卡片钥匙10的槽11中，使板21重新水平对直。机构的相对运动将在下面描述。重新对直的板21将从板21上伸出的凸台25确定成一种特殊形状。
参照锁板组件30，编码钥匙40在其插入后将板31移位，以便在锁板组件30的基础上产生一个特殊形状的槽32。
如果槽32和凸台25的形状相匹配，凸台进入槽内，锁即被打开(将在下面描述)。
因此，可以理解，对于每一个编码卡片40有一种相应的成形的板的形状，以及用户卡片钥匙10的相对应的槽11的形状。
槽和板的确切数量可以按照所希望的与钥匙板21及锁板31的数量对应变化。
图3详细地表示了其它锁部件，锁的操作将同时参照图2进行描述。
凸轮装置60装入槽56和82(未示出)中，当凸轮顺时针转动时，它将板50连同钥匙组件20托向锁板组件30，同时也将槽72中销57托起。当钥匙组件20向上移动时，凸体22被推入用户钥匙上的槽12中，之后被相对于钥匙形状水平移位。当凸轮组件60转向顶部时，凸台25和槽32相互接近。如果它们匹配，凸台25进入槽32，接着销57离开槽72，凸轮装置作用在槽71上，锁栓70移向锁紧位置。进一步转动凸轮，销57进入槽73，使锁栓70回到锁紧位置或开启位置。
最好弹簧装置(未示出)在钥匙板21降低时确保钥匙板21回到校直的位置以便消除用于开启的一个正确的排列记录。
可以理解，如果钥匙丢失或其它情况需要改变锁码时，所需要的就是一个新的编码卡片40和一套新的用户卡片10。该系统通过为每个顾客提供一把任意选择的钥匙和编码卡片可以用于加强旅馆的安全性。
一种可能的外部轮廓的例子由图4表示。编码卡片40已预先设置在孔84内。用户卡片10插入槽85，转动手柄63。如果插入的钥匙正确，可以从锁闭位置转动到开启位置，反之亦然。否则，只能部分地转动，不能使锁栓75移动。
第二实施例图5-8表示的是本发明的一个实施例，它使用一套板轮廓，其中密码只能通过更换一个或多个板来改变。该实施例为了配合卡片采用了一个特定的阶梯板装置。
本实施例的锁包括一个锁体202，锁体202带有固定在其上的销203。杆式滑板214可以上、下滑动，并由销201、203固定(滑板214在图8中也可看到)。杆式滑板214通过销199、205、219连接到锁体上，在滑板206上有一组卡片结合装置，如图7和图8所示，滑板206交错设置，它允许在孔222和卡片221之间有较大的距离。如图8所示，滑板206的上端具有台阶形的部分209，而在其中部和下部具有锁紧槽217，在滑板206的两端各有一个。在每一端具有217，使滑板206能够双向移动。所以，如图7中所示，它们能以交错方式设装成台阶部分在左侧右侧，滑板固定在销199、205、219上，销199、205、219连接到板4上，如图5所示，弹簧208相对于杆式滑板214的销201、203给滑板206加偏压。
锁紧机构还具有一个锁栓板210，锁栓板210有一个槽立柱或者销211。当槽207没被对准时，销栓板210被锁在开启位置或者闭锁位置。锁机构的主体带有供卡片221插入的槽216(图6中所示)。轴60(同第一实施例)相对于锁体202可转动，它具有将滑板向上推起以及在槽207对直时，打开通道203的双重作用。将锁栓211移到锁闭或者开启位置。当带有正确编码的卡片211插入槽215中时，这些动作在该装置中完成。轴60的形状能够镶入板214和210上的槽223、224。
锁装置202的开启是这样的。卡片221插入槽215，卡片是双向的，锁202能够从两面打开。卡片具有孔222，该孔最好是正方形或者是长方形的，当卡片正确放置后，孔222允许各滑板206的台阶部分209向上移动，直到阶梯形部分不能穿过卡片221上的孔222为止。卡片221上的槽或孔222的长度决定了滑板206在竖直方向上的位移长度。当滑板206被阻止进入卡片孔222时，滑板214继续向上压住不能再运动的滑板206各自的弹簧208。能够移动的滑板206继续这样动作，直到相应的台阶与卡片221上的孔202的边相接合。当所有滑板206的台阶部分209处于正确位置后，相邻滑板206上的槽207处于成一直线的位置上，以便形成通道230，从而允许锁栓板210上的槽柱211移入槽207。当用户卡片221处于正确位置时，轴60才能转动，轴60的单独转动(通过相配合的手柄)以开启锁202。
如果希望的话，一旦槽设置在滑板206的通道203内，在安全的开启位置，用户卡片钥匙221能够同锁紧机构一起去掉。
图6中所示的用户卡片221最好还包含一个磁条，以便用在还需要其它情报的场合，或者可能的情况下，其它锁紧机构也能结合在本发明的机械锁紧机构中，孔222的布置允许磁条的存在，而不减少编码数目。
可能的变化包括预置一个插栓装置，用来一般性的操作该锁和锁死装置，使锁栓210穿过两倍长度的位移，以确保锁202锁死。
当锁不变时，可以通过改变滑板206的组合来改变锁的编码。锁紧机构202最好有7或8个滑板206。锁紧机构202带有任何数量的滑板都能工作。然而，较小数目将导致可能的编码数目的减少，和安全水平的降低。
第三实施例本发明的这一实施例允许使用阶梯形板装置，同时提供一个用编码卡片简单地变换锁码过程。
参照图9，大致示出了锁220，它具有编码卡片底座247，底座247通过槽253、254中的销253、254固定。编码卡片接收装置240设置在底座247上，并适合于接收编码卡片244。
板组件249包含一组滑板242，滑板242在其上表面是有预定的阶梯形轮廓，如参照第二实施例所描述的。然而，根据本实施例，每个滑板242还包含从阶梯形轮廓上表面上伸出的突出部245，该突出部在编码卡片接收装置中能镶入相应的槽256。
编码卡片包含一组槽或孔265，其预定的轮廓与滑板245上的一组突出部的轮廓匹配。
用户卡片221，如前面描述的具有槽222，这些可以是所希望的任何形状，但最好是正方形或者长方形，当相应于滑板242的阶梯部正确放置时，这些槽允许阶梯部向上移动，直到阶梯部不能再前进。
弹簧形式加偏压装置248，在滑板的方向上给编码卡片接收装置245加偏压，如果与用户卡221相应的编码卡片244被放入接收装置243中，锁即可开启。
与图4相似，图10表示了一种优选的锁的外形。盖板255相对于锁主体可以滑动，并提供了增强的安全措施，它对编码卡片214的错误插入起一个阻挡件的作用。盖板255可以由用户卡片221操作和开启，仅仅在正确的用户卡片221插入用户卡片槽85时允许编码卡片244进入接收装置243。插栓机构75可以是任何适当的形式。
联锁机构的操作将描述如下。
用户卡片221插入槽85，通过手柄63转动凸轮装置246，最好是逆时针的。滑板242的阶梯形部分向上插入用户卡片221上的槽222，使滑板242再水平对直。另外，再对直的滑板组件249在滑板242上形成了一个特殊形状的突出部245。这样，用户卡片221减化了所希望的凸缘编码的形式。
在正确的用户卡片和滑板编码匹配的基础上，盖板255滑开，允许编码卡片244插入槽85，并且同卡片接收装置243接合。编码卡片244有一个预定的冲压的形状，当凸轮装置再转动时，该形状的轮廓同突出部245形成的编码对直。
如果将正确的编码卡片244插入槽243，弹簧248将卡片接收装置243偏压向突出部245。匹配时，突出部245将穿过卡片244，允许凸轮装置继续转动，并简化锁的开启。
如果出于某种原因，需要或希望改变锁码也是可以实现的，改变编码卡片244的方式简单，以便与新用户卡片编码相对应。
第四实施例利用本发明原则的锁的另一个例子将参照附图11进行描述。这一例子是实施本发明的典型。
图11表示了和图9大致相同的实施例，使用了类似形式用户卡片221和编码卡片244。
滑板组件360包含可选择的左滑板362和右滑板361。前滑板369和后滑板360在其结构上与其它板稍有不同。如下面将要描述的(见图15)。
编码组件301包含一个用于接收编码卡片244的底座308容纳相应锁302、303的槽306、307、齿305和凸件304。销302、303是锁体的一部分，为了更清楚起见，销302、303没有表示出来。
主板组件360设计成相对于编码组件杆301上、下移动，并且滑板组件360带有凸轮装置320。锁板340平行于板组件350放置，并且带有同齿305相应的齿342。
凸轮装置320带有用来安装把手的孔328，用来分别使板组件350上升和下落的凸轮322和324以及分别用来使锁板组件上升或下落的凸轮323和321。
可以理解，对于正确操作的实现，编码卡片244和用户卡片221要正确地插入其各自相应的位置，且它们必须是相对应的一对。
使用中，转动凸轮装置320，使凸轮322同扇面352(左侧看来不到)接合，扇面352同齿351啮合，并且开始推起主板组件350。通过每个驱动板上的可压缩的锁363和滚子364开始举起驱动板组件360。可以理解，(在一定的位移之后)滑板361、362的阶梯部分进入用户卡片221上的槽中，然后滑板停止继续向上移动。这将使滑板361，362右侧上的突出部形成一种特殊的形态。
同时凸轮323抵住锁板340，使其向上向左移动，并且通过弹簧345移动编码组件301。
因此，可以看到，在滑板361、362接合用户卡片的同时，编码组件301向左向上移动，并形成突出部367的一种形态。如果突出部和编码卡片匹配，两部分继续其相对运动，突出部进入槽中，锁完成其到开启位置的运动。
然而，如果突出部367中的任何一个处在错误的位置，编码组件301的位移被阻挡，弹簧345压缩，齿305和342啮合，以阻止移动。需要强调的是，很小的力就足以实现这种啮合，以便使编码卡片244只出现很小的磨损或没有磨损。
而且，传递到用户卡片221上的力非常小，仅仅是滑板361，362微小的向上位移。
最好，滑板361、362以及尽可能多的机构支架是由比较硬的塑料制成，例如，有机玻璃。
凸轮装置320、锁板组件340的锁紧操作部分以及编码底座301最好由金属合金制成，以防止断裂。
最好装置上带有把手(未示出)，用来转动凸轮装置320，过大的力会使把手打滑，而不会损坏机构。
当把手转动时，扇状物352和齿351举升机构，并提供一个平稳运动。
当释放把手回到初始位置时，凸轮321使与适合的槽(未示出)接合的锁板返回，凸轮323使主锁板组件350降低。
滑板361、362上的销370的操作对于功能上实现高可靠锁是非常重要的。
当销370在槽344中上升时，滚子364、365在销上保持一定压力，并且被销370向外的回弹力压入槽375的上部。在销370运动的最后，这个力消失，滚子364、365可以下落到槽的下部，前滑板369和后滑板368上的附加销371在向下的运动之前保证了这一动作的发生。
在图11所示的实施例中，只要正确的卡片被接合，编码卡片就可以更换，然而本发明很适合于用户的开启。很多可能的钥匙可以和任何给定的编码卡片匹配，特别是最初的钥匙，并且可方便用(各种)户主钥匙。卡片上的槽和尺寸的选择越多，卡片产生的可能性越大，编码卡片上最好带有虚设槽，这样就另外增加了偷操作该锁的难度。
在户主上锁的环境下，例如，旅馆中，仅希望被授权的人能够更换编码钥匙。使用一个带有用户钥匙的装置，锁有两个开启位置，仅其中一个允许编码卡片244移出，在滑板369上的H形开口与盖板389内的槽匹配的情况下，允许该装置。普通的用户钥匙将销留在H形的左臂的顶端、底端。户主钥匙将销留在中部，以便盖板380能够滑回(见图12、13)以及编码卡片更换。
图12、13所示的锁还具有保密特征。如图14中所表示的，用户卡片一旦插入室内的槽，它接合销的水平端，销有突出部381，以标志一个所希望的保密。它还接合一个小的突出部，该突出部阻止其它卡片或者初始卡片的整体插入。户主卡片还带有一个与突出部对应的凹槽，以便在需要的时候解除保密要求。
用户卡片和编码卡片可以由任何合适的材料制成。但是，通常用于制作信用卡的塑料材料是最好的。
可以理解，尽管所示的实施例涉及一面开启装置，如果希望的话，本发明也适合于从锁的两面开启。还应该指出的是，该机构还能够制造成适合于左手或者是右手开门。
卡片可以由任何合适的装置制成，但最好是用计算机控制的冲切系统。
本发明特别适应于金融或者工业场所，例如旅馆、办公室、工厂、学校等类似的地方。然而，它还适合于家庭使用。尽管所描述的实施例涉及到门插栓的应用，本发明同样可应用于任何形式的锁，只是尺寸和形状的改变。
可以理解，在本发明的精神和范围之内，变化和增加都是可能的。
权利要求
1.一种锁机构，它包括一组大致平行的板，这些板设计成在操作时板之间能够相对移动。所述的板具有用来接合用户卡片的装置和用来接合编码轮廓的装置，所述的锁机构设计成只有当用户卡片接合时，使用于接合编码轮廓的装置中的板组呈现一种轮廓，并与编码轮廓正确接合，锁机构开启。
2.如权利要求1所述的锁机构，其中所述的用来接合用户卡片槽的装置和用来接合编码轮廓的装置在不平行的方向上操作。
3.如权利要求1所述的锁机构，其中所述的用来接合用户卡片槽的装置和用来接合编码轮廓的装置在大致垂直的方向上操作。
4.如权利要求1所述的锁机构，其中所述的用来接合编码轮廓的装置包括一套从一组所述板上伸出的突出部，所述的编码轮廓包括一个带有一组槽的编码板，该机构的布置使相应的用户卡片将所述突出部处于一定位置，以便它们能进入槽内。
5.如权利要求1所述的锁机构，其中所述的用来接合用户卡片的装置包括从一组所述板上伸出的凸体，所述的凸体适合于进入所述用户卡片上的孔口。
6.如权利要求5所述的锁机构，其中所述凸体的结构是根据孔口的形状决定其伸入卡片的深度。
7.如权利要求6所述的锁机构，其中所述的凸体具有阶梯形表面，凸体伸入卡片的深度取决于卡片上孔口的长度。
8.如权利要求4所述的锁机构，其中编码板适合于取出和再放入，以便更换锁机构的锁杩。
9.如权利要求1所述的锁机构，其中锁把手对于用来接合卡片的装置和用来接合编码轮廓的装置具有机械缓冲作用，以便操作时只有很小的力能传递到用户卡片或者编码轮廓上。
10.一种锁，它包括一组大致平行的板，这些板布置成操作时能相对移动，所述的板带有用来接合用户卡片的装置和用来接合编码轮廓的装置以及用来驱动锁插栓机构的装置。其设计如下，所述用来驱动插栓机构的装置仅当下列情况时能够操作，即用户卡片插入后，卡片使所述板呈现一定轮廓，用来接合编码轮廓的装置被正确定位并接合所述轮廓。
11.一种适合于和锁机构一起使用的卡片，锁机构包括一组大致平行的板，所述板在一侧边缘至少有一个用来插入用户卡片的凸体，其中所述的卡片有一组开口，开中开在卡片上并有预定的尺寸，插入的深度和所述板位移的范围为开启所述的锁形成一个编码。
12.如权利要求11所述的卡片，还包括用于操作磁卡阅读器的磁条装置。
全文摘要
本发明揭示了一种机械卡片锁，它操作简单，可靠。用户卡片被一套板360接合，在开启锁时，板呈现一定轮廓，用来同预先插入的编码卡片244匹配。该锁能够通过更换编码卡片244来改变锁码。
文档编号E05B29/00GK1075770SQ9211334
公开日1993年9月1日 申请日期1992年10月24日 优先权日1991年10月24日
发明者布莱恩·弗兰西斯·普雷狄 申请人:卡德罗克私人有限公司