钥匙复制方法和设备 本发明的技术领域
本发明涉及一种钥匙的复制，该钥匙用于诸如圆柱形制栓锁的锁具。下面将具体地参考一种钥匙来描述本发明，该钥匙可用于圆筒制栓锁之类的锁具，这种圆筒制栓锁具有可环绕一枢转或转动轴线移动的转向板或圆盘，但应该知道，本发明也适用于制造用于其它类型的锁具的钥匙。
本发明的技术背景
澳大利亚专利第550647号(86467/82)的说明书公开了一种作为例子的可转动圆盘制栓锁，还公开了用于这种锁具的钥匙。这种钥匙的杆部基本上是圆柱形状的，且在该杆部的许多位置上设置有制栓变址表面。变址表面通常是通过材料切削加工形成的，而这些表面的位置沿杆部的纵向并按照环绕着杆部的纵向轴线的角度配置而变化。倾斜表面与相邻地变址表面互相连接，以便在钥匙杆部纵向移动进入锁具的扁形钥孔时使转向圆盘转动。
上述类型的钥匙由于变址表面的改变的角度配置而难以复制。在本发明之前，不可能通过自动设备复制这种钥匙，结果，钥匙的复制既耗时又昂贵。
本发明的一个目的是提供一种改进的方法和设备，以复制这种具有制栓变址表面的钥匙，而这些这些变址表面以不同的角度配置沿钥匙杆部的纵向设置。本发明的另一个目的是提供一种复制钥匙的方法和设备，在该钥匙中，制栓变址表面沿杆部的纵向间隔分布，并环绕着杆部的纵向轴线以不同的角度配置设置。本发明的还有一个目的是提供一种能够自动地复制上述类型的钥匙的方法和装置。
本发明的简要说明
下面介绍的方法和设备是用来复制这样一种钥匙，它具有细长的杆部和在杆部上形成的、沿杆部的纵向间隔分布的至少两个制栓变址表面。两个变址表面的每一个相对于包含杆部的纵向轴线的参考平面具有不同的角度位置。
在杆部的长度上可提供两个以上的变址表面，在这种情况下，较佳的是，没有两个变址表面相对于参考平面具有相同的角度配置。然而，应该知道，本发明适用于这样的情况，不超过两组的三个或更多变址表面具有不同的角度配置。
按照本发明的方法，钥匙的第一和第二变址表面的每一个表面的复制形成在一钥匙坯料的杆部上，而第二变址表面的复制是在坯料杆部环绕着其纵向轴线自形成第一次复制的位置转动通过一角距离后进行。该角距离是通过被复制的钥匙的第一和第二变址表面的相对角度配置确定的。在某些情况下，钥匙坯料的杆部在杆部形成变址表面过程中不可环绕着其纵向轴线转动。它们可根据被复制的钥匙的形状和/或使用的装置的性能形成变址表面。
钥匙和钥匙坯料分别可释放地固定在两可转动装置之一上，而两可转动装置被连接成其中一个转动可带动另一个转动的形式。较佳的是，该两个装置可响应钥匙杆部和共同作用装置之间的互相作用而一致转动，而这种互相作用在钥匙杆部和共同作用装置之间的沿钥匙杆部的轴向相对移动过程中发生。
按照本发明的设备包括，第一和第二可转动装置，以便分别可释放地夹住钥匙和钥匙坯料，这样，钥匙和钥匙坯料环绕着它们各自的杆部的纵向轴线转动；成型装置，它可与钥匙坯料的杆部啮合，以便在其上形成变址表面，该成型装置与钥匙坯料可沿着钥匙坯料杆部的轴向相对移动；同步装置，它在沿钥匙坯料杆部的轴向的相对移动的至少一部分处使这两个装置产生一致转动，这样，钥匙坯料转动通过一个角度，该角度与钥匙的两个相邻变址表面的相对角度配置相同，而所述的同步装置控制成型装置的位置，每次成型装置的操作形成一所述的变址表面，成型装置相对钥匙坯料杆部纵向轴线的位置基本上与钥匙杆部相对的变址表面相对钥匙杆部的纵向轴线的位置相同。
在一种较佳的结构里，该两个装置被可驱动地互相连接，从而其中一个转动将使另一个转动。
钥匙夹持装置的转动可通过钥匙杆部和一可相对移动的凸轮之间的共同作用而获得。在这样的一种结构里，凸轮具有一开口，该开口具有基本上与钥匙杆部的横截面形状互补的形状。当钥匙杆部位于该开口里时，凸轮和杆部之间的共同作用造成凸轮和钥匙杆部之间的相对轴向移动。这种转动的范围和方向由杆部表面的形状确定，且转动的范围和方向可按照杆部和凸轮之间的相对轴向移动而改变。
可采用任何适当的装置来形成钥匙坯料的杆部，从而使它具有复制原件钥匙的形状。在一种结构里，杆部成型头与与上述的凸轮连接，从而沿坯料杆部的长度的移动与凸轮沿钥匙杆部的长度的移动同步。杆部成型头包括至少一个成型刀具或其它任何适当类型的装置。然而，较佳的是使用一可转动的刀具，它通过切削或磨削去掉材料。在一种特定的结构里，杆部成型头包括两个可转动的成型刀具，各刀具在杆部成型操作中从坯料杆部的相对两侧中一侧去掉材料。各刀具可是圆盘的形状，但是其它的形状、诸如类似于端部铣刀的形状也可使用。
凸轮和如上所述的钥匙杆部之间的相对移动可包括凸轮或钥匙杆部之一的移动，而另一保持不动，或可包括凸轮和钥匙杆部两者的移动。同样的，钥匙坯料杆部和杆部成型头的相对移动可包括钥匙坯料杆部或杆部成型头之一的移动，而另一保持不动，或可包括钥匙坯料杆部和杆部成型头两者的移动。
按照本发明另一方面的设备，它包括分别用于原件钥匙和钥匙坯料的、分离的夹持装置。各夹持装置可使钥匙或钥匙坯料分别环绕其杆部的纵向轴线转动，并能使钥匙和钥匙坯料分别转动360度。在一个较佳的结构里，各夹持装置安装在一支架上，而支架可沿着钥匙和坯料杆部的纵向轴线相对杆部成型头移动。
按照本发明另一方面的方法，原件钥匙和钥匙坯料被安装成它们各自的杆部的纵向轴线基本上一致，而且钥匙和坯料两者可转动360度，同时，钥匙坯料的杆部相对杆部刀具或其它成型装置纵向移动。
附图的简要说明
通过下面参考附图的说明书的详细描述来介绍本发明的实施例。然而，这些附图仅用来说明如何实施本发明，因此，所示的各种特征的具体形状和结构不应该用来限制本发明。
在附图中：
图1是通过本发明的方法和设备可复制的钥匙的一种形状的立体图；
图2是沿图1中的Ⅱ-Ⅱ线的放大的剖视图；
图3是按照本发明一个实施例的钥匙复制设备的示意图；
图4是按照本发明另一个实施例的钥匙复制设备的端视图；
图5是图4所示设备的平面示意图。
下面具体描述的设备用来复制图1所示的钥匙1。钥匙1具有一细长的杆部2，在所示的例子里，该杆部的原始形状是一直圆柱体。当将杆部2加工成适用于特定的锁时，从杆部2的相对两侧切削材料，从而在各侧形成一组制栓变址表面3和插入倾斜表面4。如图1所示，通常是沿着杆部2的长度改变变址表面3的角度配置，这样，杆部2的最终形状具有略微扭转的形状。而且变址表面3的布置通常也是成对的，这样，同一对的表面3位于杆部2各相对应的侧面上。杆部2的一段具有一对形成在其上的变址表面3，下文叫做一变址段。杆部2的原始圆柱体表面的一部分5可在一变址段的两相对表面3之间延伸经过。
上述类型的钥匙的一个特征是，杆部2的横截面形状在形成变址表面3和倾斜表面4的整个杆部长度上基本上是一致的。图2显示了这样的一个横截面形状。但其它的形状也可采用。
如前面所述的，变址表面3的角度配置可沿着杆部2的长度改变。在图2中，直线6表示图中用阴影线显示的变址段的变址表面3的角度配置。而另一对变址表面3的角度配置用直线6a表示。而图2中的第三条直线6b表示一参考平面，该参考平面包含杆部2的的纵向轴线，并以方便的方式给表面3的角度配置提供一个参考。
图3以示意的形式显示了作为例子的、能复制图1所示类型的钥匙的设备。该设备包括两夹持装置或卡盘7和8，它们被安装成可环绕一共用轴线9转动。可用任何适当的装置(未画出)来固定卡盘7和8，并使它们与设备的其它零件成适当的关系。应该知道，卡盘7和8也可安装成环绕着各自的轴线转动，这些轴线并不同轴，且不需要互相平行。在所示的结构里，卡盘7适合于可释放地夹住钥匙10，且钥匙杆部11的纵向轴线与轴线9一致，而卡盘8适合于可释放地夹住一钥匙坯料12，且坯料杆部的纵向轴线与轴线9一致。
较佳的是，卡盘7和8可驱动地互相连接，从而一个转动可使另一个转动。在所示的具体结构里，这种互相连接包括一组伞齿轮，它包括一主动齿轮14、一从动齿轮15和至少一个空转齿轮16。主动齿轮14固定在卡盘7上并使其转动，而从动齿轮15固定在卡盘8上并使其转动。所示的较佳结构包括两个空转齿轮16，它们将来自齿轮14的转动传送给齿轮15，由此使齿轮14和15沿相反方向转动。这种相反的转动对于所示的特定设备是必需的，但在其它情况下可能不是必需的或适当的。
当然，也可采用不同于上述的其它齿轮结构。
该设备包括驱动卡盘7的装置，使卡盘7以与钥匙杆部11的扭转特征相符的方式转动或摆动。一种适当的杆部驱动装置的形状如图3所示，它包括一凸轮件17，凸轮件17具有一贯穿的开口18。开口18具有与钥匙杆部11的横截面形状基本上互补的形状，这种横截面形状的一个例子如图2所示。
在所示的结构里，凸轮件17固定在一支架19上，从而被夹住而防止相对支架移动。如果需要，凸轮件17可被拆卸地安装在支架19上，从而可与另一凸轮件更换，而另一凸轮件适合与具有不同横截面形状的钥匙杆部配合。
支架19被安装成可沿轴线9的方向移动，从而可使钥匙杆部11位于凸轮件17的开口18里。当杆部11被如此设置时，凸轮件17沿着杆部11长度的移动将使杆部11转动或摆动，这是由于杆部11的倾斜表面4(图1)和凸轮件17的倾斜凸轮表面20互相作用的结果。杆部11的转动在凸轮件17每次到达和移动经过杆部11的变址段时中断，并可能由于杆部11的扭转结构而倒转。
当然，由于驱动连接14、15和16，卡盘8将随着钥匙杆部11的转动而转动。由于前面说明的原因，卡盘8的转动将沿着与杆部11转动的对应相位相反的方向，但另一方面将跟随杆部11转动的方式和顺序。
可用任何适当的装置来处理钥匙坯料的杆部13，以便使其具有与钥匙杆部11相同的结构。在所示的布置里，杆部成型装置包括一刀架21，该刀架21携带两个可转动的成型刀具22。作为例子，各成型刀具22可是一圆形的或圆盘形的切削工具或磨具。较佳的是，两个刀具22横向对齐，如图3所示。两刀具22外周之间的间隔23具有等于两相反设置的变址表面3之间的间隔的宽度，还可提供一装置(未画出)，以便可以调整间隔23，以适应不同的钥匙杆部。可使用任何适当的装置(未画出)使刀具22转动，刀具22的转动方向可根据需要是相同的或不同的。
在所示的布置里，刀架21被安装成可沿着轴线9的方向移动，而这种移动能使坯料杆部13在刀具间隔23里移动。该设备还包括一种装置，它能使刀架21沿轴线9方向的连续移动与通过凸轮开口18的钥匙杆部11的移动同步。这种布置的结果是，刀具22沿着杆部13长度的移动、以及杆部通过驱动装置14、15和16的转动(摆动)使被加工的杆部13具有与杆部11的结构对应的结构(表面3和4的形状)。图3显示了在成型加工完成后的杆部13。
从上所述可看到，两种移动需要同步。其中一个是凸轮件17和刀具22分别沿杆部11和13的长度的轴向移动。而另一个是杆部11和13的转动或摆动。在所示的特定结构里，转动或摆动的同步是通过驱动装置14、15和16获得的。而轴向移动的同步是通过下述方式获得的。
在所示的特定结构里，刀架21安装在支架24上，而支架24与凸轮支架19可驱动地连接。这种驱动连接可以是任何适当的形式，只要使两个支架19和24的移动同时发生但方向相反。在所示的例子里，驱动连接包括一可转动的齿轮25，它与两齿条26和27啮合。齿条26安装在支架19上或与支架19一体形成，而齿条27安装在支架24上或与支架24一体形成。
由于上述结构，齿轮25的转动可使支架19和24同时沿相反方向移动。齿轮25沿一个方向的转动可拉动凸轮件17经过钥匙杆部11，并同时拉动刀具22经过坯料杆部13。可使用任何适当的可逆驱动系统(未画出)使齿轮25转动。
应该知道，在该设备的另一种形式里可以不需要上面所述的支架19和24的相反方向的移动。还应该知道，在涉及可以一种方式同步的轴向移动完全不同于上面所述的。
在上面具体描述的设备的一种改进形式里，可使用单个杆部成型刀具，而不是所述的两个。这种改进的设备可进行控制，以便用该成型刀具使杆部坯料形成两组变址表面3和相关的倾斜表面4中的每一组。该刀具可进行控制，以便交替地在形成一组表面的一部分后再形成另一组表面的一部分，直至两组表面完全形成。然而，较佳的是，在完成另一组表面前先完成一组表面。
图4和5显示了钥匙复制设备的另一种形式。该设备包括一杆部成型头30和一支架组件31，该支架组件31可相对成型头30移动。在所示的结构里，成型头30包括一触头32和一可环绕轴线34转动的圆形刀具33。触头32和刀具33安装在一固定件35上，且形成在轴线34的方向上没有变化的关系。组件31包括一臂36，它携带两卡盘37和38或其它的夹持装置，且安装在一支承39上，以便环绕一轴线40枢转。支承39被安装成可相对成型头30沿轴线40的方向移动。
卡盘37和38可环绕着一共用转动轴线41转动，而该转动轴线基本上与轴线34平行。可采用任何适当的装置(未画出)使卡盘37和38转动，并可采用任何适当的装置使卡盘37和38同时的和对应的转动。在一种布置里，没有驱动装置，卡盘37和38可自由转动，但它们互相连接，以便发生同时的和对应的转动。这种互相连接、以及触头和刀具33之间的上述的互相连接形成前面讨论的同步装置的各个部分。卡盘37和38的转动产生钥匙1和触头32之间的互相作用，它来自于钥匙1相对触头32的纵向移动及两个零件的互相接触。卡盘37适合于可释放地夹住一原件钥匙1，这样，其杆部的纵向轴线基本上与轴线41一致。卡盘38适合于可释放地夹住钥匙坯料42，且其杆部的纵向轴线基本上与轴线41一致。
为了以下描述的目的，假定该设备用来复制如图1所示的钥匙1。为了复制图1所示的钥匙1，这样安装触头32，使其前端43(图5)与钥匙1的各表面3和4接触，并精确地跟踪它们的轮廓和/或角度配置。在操作所述的设备时，随着钥匙1的杆部移动通过触头32和臂36对与触头32的反作用，而使臂36前后移动。臂36的移动使刀具33切割坯料42的表面，且使该表面与钥匙1的表面3和4对应。
在表面切割操作中，可用任何适当的装置使支架39沿轴线41的方向移动，在表面3形成过程中，该移动可临时中止。卡盘38的转动也可在此时临时中止。在完成钥匙复制过程中，钥匙1和坯料42可转动360度。在有些情况下，转动可能大于或小于360度。此外，在复制过程中，转动的方向在一种或几种场合下可以反转。
上述设备提供了一种相当简单和有效的复制复杂形状钥匙的手段。在不超出本发明构思和范围的情况下还可对上述零部件的结构和布置作出许多改进和/或变化。