УСТРОЙСТВО БЛОКИРОВКИ ПРИВОДА ЗАМКА
LOCK DRIVE LOCKING DEVICE

Изобретение относится к транспортному машиностроению и касается конструкции средств предотвращения несанкционированного доступа к отделениям транспортных средств.
Известен замок капота, описанный в патенте Российской Федерации на изобретение №2188773 (публ. 10.09.2002 г. ).
Замок капота содержит штырь, закрепленный на капоте, и подпружиненный запорный элемент, который выполнен в виде подвижно установленного на кузове автомобиля штифта. Запорный элемент связан с рукояткой ручного привода отпирания замка через узел блокировки. Узел блокировки представляет собой размещенные в корпусе ригель и элемент управления ригелем, привод которого может быть механическим или электромагнитным. Корпус узла блокировки установлен в неподвижном корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения и гибкой тягой связан с запорным элементом. Ригель узла блокировки гибкой тягой связан с рукояткой ручного привода отпирания замка и подпружинен относительно неподвижного корпуса пружиной сжатия. Гибкая тяга аварийного отпирания связана с корпусом, на ее конце имеется петля или рукоятка.
В исходном состоянии ригель узла блокировки имеет возможность некоторого перемещения, поэтому воздействие на рукоятку ручного привода отпирания замка при попытке несанкционированного отпирания вызовет перемещение ригеля, а не запорного элемента. Пружина сжатия возвращает ригель в исходное положение. Чтобы вывести запорный элемент из взаимодействия со штырем, размещенным на капоте, нужно посредством привода воздействовать на элемент управления ригелем и лишить ригель возможности перемещения. После этого воздействие на рукоятку ручного привода отпирания замка приведет к тому, что начнет перемещаться корпус узла блокировки и гибкая тяга, воздействуя на запорный элемент, выведет его из зацепления со штырем капота. Таким образом, отпирание замка капота становится возможным при заблокированном ригеле. При аварийном открывании замка воздействуют на дополнительную рукоятку, гибкой тягой связанную непосредственно с корпусом узла блокировки.
Описанный замок капота имеет значительные габариты, поскольку применена схема параллельного расположения ригеля и привода элемента управления. Кроме того, в случае использования электромагнитного привода элемента управления ригелем должна быть постоянно подключена одна из двух катушек, которые формируют позицию подвижного сердечника привода, непосредственно воздействующего на элемент управления ригелем. Такое подключение, особенно в случае нахождения транспортного средства на длительной парковке, приводит к повышенному расходу электроэнергии и потере заряда аккумуляторной батареей.
Из патента Российской Федерации на изобретение №2451611 (публ.27.05.2012 г.) известна система блокировки замка капота автомобиля.
Система включает замок капота, подвижная запирающая часть которого соединена при помощи троса привода замка капота с рычагом привода троса замка капота, и блокирующее устройство. Блокирующее устройство содержит корпус, в котором размещена вставка с двумя пальцами, каждый из которых на боковой поверхности снабжен поперечной окружной канавкой. Первый палец связан с тросом привода замка капота и подпружинен со стороны установки рычага привода троса замка капота. Второй палец выполнен из ферромагнитного материала и установлен с возможностью перемещения посредством взаимодействия с расположенной в корпусе электромагнитной системой. Первый палец выполнен с возможностью фиксации при помощи шарика, размещенного между пальцами. Трос привода замка капота проходит через корпус блокирующего устройства и выполненное в первом пальце сквозное отверстие и закреплен в этом отверстии. Электромагнитная система сформирована в виде одной катушки соленоида, выполненной с возможностью изменения ее полярности и снабженной постоянным магнитом.
В закрытом положении блокирующего устройства канавки в пальцах смещены друг относительно друга, шарик углублен в канавку первого пальца и препятствует его перемещению в осевом направлении. При этом постоянный магнит притягивает к себе второй палец и фиксирует его в этом положении. Любое воздействие на рычаг привода троса замка капота не может передаться к подвижной части замка капота. При подаче электрического тока определенной полярности в катушку соленоида электромагнитное поле выталкивает второй палец из полости катушки соленоида, канавки на первом и втором пальцах располагаются друг напротив друга, шарик выходит в радиальном направлении из канавки первого пальца и освобождает его от фиксации. Силовое воздействие на рычаг привода троса замка капота передается к подвижной части замка капота и водитель имеет возможность обычным образом открывать и закрывать замок капота. Для блокировки замка капота в катушку соленоида подается электрический ток обратной полярности, электромагнитное поле втягивает второй палец в полость катушки соленоида, канавки на первом и втором пальцах смещаются друг относительно друга, шарик углубляется в канавку первого пальца и препятствует его перемещению в осевом направлении.
В рассмотренной системе блокировки замка капота автомобиля блокирующее устройство также имеет увеличенные габариты, поскольку применена схема параллельного расположения первого и второго пальцев блокирующего устройства. Также существенным недостатком является необходимость постоянной подачи питания на катушку соленоида при нахождении блокирующего устройства в состоянии разблокирования, поскольку необходимо преодолеть усилие постоянного магнита, направленное на удержание второго пальца в исходном положении блокировки перемещения первого пальца. Таким образом, во избежание разряда аккумуляторной батареи описанная система длительное время должна находиться в состоянии блокировки замка капота и кратковременно в состоянии разблокирования, что в некоторых случаях неудобно, например, при гаражном хранении автомобиля.
Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является привод замка подвижного элемента кузова транспортного средства, описанный в патенте РФ на изобретение №2198799 (публ. 20.02.2003 г.).
Привод содержит установленную на оси с возможностью поворота ручку, соединенную с ручкой основную тягу, корпус, установленные в корпусе электромагнит со штоком, являющимся сердечником электромагнита и установленным с возможностью осевого перемещения, кабель с выключателем для подключения электромагнита к источнику питания, установленную в корпусе с возможностью осевого перемещения обойму с пазом на ее внутренней поверхности, вставленную в обойму с возможностью осевого перемещения подпружиненную полую втулку с отверстием в боковой стенке и дном в виде фланца с отверстием. В отверстии установлен шток с возможностью осевого перемещения. Дополнительная тяга для соединения с замком проходит через отверстие в корпусе и соединена с обоймой. Фиксирующий элемент расположен в отверстии боковой стенки втулки с возможностью смещения вдоль оси отверстия и находится во взаимодействии со штоком. Основная тяга проходит через отверстие в корпусе и соединена с втулкой. Тяги выполнены гибкими.
В заблокированном состоянии привода контакты выключателя разомкнуты и электромагнит обесточен. В случае попытки отпирания замка в заблокированном состоянии путем поворота ручки на оси происходит продольное перемещение основной тяги и осевое перемещение втулки, которому противодействует сила упругости растягиваемой пружины. Поскольку толкатель штока не воздействует на фиксирующий элемент, последний находится в отверстии боковой стенки втулки в нижнем положении и не взаимодействует с пазом обоймы. Обойма и дополнительная тяга остаются неподвижными, замок не отпирается. При этом на основную тягу воздействует только сила упругости пружины, которая не может привести к ее обрыву.
Ручка, основная тяга и втулка возвращаются в исходное положение под действием упругости пружины.
Для перевода привода в разблокированное состояние пользователю необходимо произвести кратковременное замыкание контактов выключателя. Протекающим через обмотку электромагнита электрическим током возбудится магнитное поле, в результате чего шток втянется в электромагнит и вместе с ним сместится толкатель до упора в дно втулки, выдвигая фиксирующий элемент из отверстия в боковой стенке втулки в паз обоймы и вызывая взаимную фиксацию обоймы и втулки.
В этом разблокированном состоянии поворот ручки вызовет продольное перемещение основной тяги, осевое перемещение зафиксированных между собой фиксирующим элементом втулки и обоймы, штока, и, следовательно, продольное перемещение дополнительной тяги, в результате чего отпирается замок капота.
В описанном решении устройство блокировки выполнено более компактным, поскольку реализован принцип концентричного размещения подвижных частей и устройства управления блокирующим элементом.
Технической проблемой данной конструкции устройства блокировки является повышенный расход электроэнергии, поскольку для поддержания разблокированного состояния электромагнит должен быть постоянно подключен.
Указанная техническая проблема в устройстве блокировки привода замка, содержащем расположенные в корпусе неподвижную катушку электромагнита и подвижно установленные обойму с выемкой на внутренней поверхности, размещенную в обойме втулку по меньшей мере с одним радиальным отверстием, а также блокирующий элемент, расположенный во втулке с возможностью перемещения под действием электромагнита и снабженный выемкой на наружной поверхности, при этом в отверстии втулки с возможностью перемещения в выемку обоймы и выемку блокирующего элемента установлен фиксирующий элемент, решается тем, что обойма частично расположена в катушке электромагнита, а втулка снабжена по своим концам двумя постоянными магнитами, блокирующий элемент выполнен с возможностью поочередного взаимодействия с постоянными магнитами при изменении полярности включения электромагнита, причем при взаимодействии с первым магнитом выемка блокирующего элемента расположена напротив отверстия втулки, а при взаимодействии со вторым магнитом выемка блокирующего элемента удалена от отверстия втулки.
Катушка электромагнита, обойма, втулка и блокирующий элемент установлены предпочтительно концентрично в корпусе, выполненном цилиндрическим.
Обойма со стороны катушки электромагнита может быть снабжена хвостовиком, соединенным тягой с блокируемым замком.
Втулка со стороны, противоположной катушке электромагнита, как правило, снабжена упорным фланцем, подпружиненным относительно корпуса, и хвостовиком, соединенным тягой с рукояткой ручного привода отпирания замка.
Выемка на внутренней поверхности обоймы и выемка на наружной поверхности блокирующего элемента выполнены преимущественно в виде кольцевых канавок.
Фиксирующий элемент может быть выполнен в виде шарика или в виде цилиндра со скругленными торцами.
Втулка снабжена предпочтительно несколькими радиальными отверстиями с фиксирующим элементом в каждом из них.
Устройство блокировки может быть снабжено дополнительной тягой, соединенной с обоймой со стороны, противоположной катушке электромагнита.
Техническим результатом изобретения является создание устройства блокировки привода замка, потребляющего электроэнергию только в виде кратковременного импульса при переключении из заблокированного состояния в разблокированное и обратно.
Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию патентоспособности «новизна». Совокупность отличительных признаков, приводящая к решению технической проблемы, явным образом не следует из уровня техники, поэтому заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень». В то же время, заявляемое техническое решение применимо в конструкции противоугонных устройств, поэтому оно соответствует условию "промышленная применимость".
Заявляемое изобретение представлено на следующих рисунках.
На фиг. 1 показано устройство блокировки привода замка в разблокированном состоянии до воздействия на рукоятку ручного привода отпирания замка.
На фиг. 2 изображено устройство блокировки привода замка в разблокированном состоянии при воздействии на рукоятку ручного привода отпирания замка.
На фиг. 3 представлено устройство блокировки привода замка в заблокированном состоянии до воздействия на рукоятку ручного привода отпирания замка.
На фиг. 4 приведено устройство блокировки привода замка в заблокированном состоянии при воздействии на рукоятку ручного привода отпирания замка.
На фиг. 5 показано устройство блокировки привода замка в заблокированном состоянии при воздействии на дополнительную гибкую тягу.
На фиг. 6 представлено устройство блокировки привода замка в разблокированном состоянии при воздействии на дополнительную гибкую тягу.
Устройство блокировки привода замка содержит расположенные в корпусе 1 неподвижную катушку электромагнита 2 и подвижно установленные обойму 3 с выемкой 4 на внутренней поверхности, размещенную в обойме 3 втулку 5 по меньшей мере с одним радиальным сквозным отверстием 6, а также блокирующий элемент 7, как правило, из ферромагнитного материала, расположенный во втулке 5 с возможностью перемещения под действием электромагнита 2 и снабженный выемкой 8 на наружной поверхности. Катушка электромагнита 2, обойма 3, втулка 5 и блокирующий элемент 7 установлены концентрично в корпусе 1, выполненном предпочтительно цилиндрическим, при этом обойма 3 частично расположена в катушке электромагнита 2. Выемка 4 на внутренней поверхности обоймы 3 и выемка 8 на наружной поверхности блокирующего элемента 7 выполнены, как правило, в виде кольцевых канавок. В отверстии 6 втулки 5 с возможностью перемещения в выемку 4 обоймы 3 и выемку 8 блокирующего элемента 7 установлен фиксирующий элемент 9, выполненный преимущественно в виде шарика или в виде цилиндра со скругленными торцами. Наиболее предпочтителен вариант, когда втулка 5 снабжена несколькими радиальными сквозными отверстиями 6 с фиксирующим элементом 9 в каждом из них. В преимущественном исполнении глубина выемки 4 обоймы 3 и глубина выемки 8 блокирующего элемента 7 равны, а размер фиксирующего элемента 9 вдоль оси отверстия 6 втулки 5 равен или менее суммы длины отверстия 6 втулки 5 и глубины одной из выемок 4, 8.
Обойма 3 со стороны катушки электромагнита 2 может быть снабжена хвостовиком 10, соединенным тягой 11 с блокируемым замком 12. Втулка 5 со стороны, противоположной катушке электромагнита 2, предпочтительно снабжена упорным фланцем 13, подпружиненным пружиной сжатия 14 относительно корпуса 1, и хвостовиком 15, соединенным тягой 16 с рукояткой 17 ручного привода отпирания замка 12. Устройство блокировки может быть снабжено дополнительной гибкой тягой 18, соединенной с обоймой 3 со стороны, противоположной катушке электромагнита 2.
Втулка 5 снабжена по своим концам двумя постоянными магнитами 19, 20, при этом блокирующий элемент 7 выполнен с возможностью поочередного взаимодействия с постоянными магнитами 19, 20 при изменении полярности включения катушки электромагнита 2. При взаимодействии с первым магнитом 19 выемка 8 блокирующего элемента 7 расположена напротив отверстия 6 втулки 5, а при взаимодействии со вторым магнитом 20 выемка 8 блокирующего элемента 7 удалена от отверстия 6 втулки 5, но сам блокирующий элемент 7 расположен напротив отверстия 6 втулки 5.
Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают изобретение, и что специалисты в данной области техники будут способны разработать множество альтернативных вариантов осуществления без отступления от объема приложенной формулы изобретения. Сам по себе тот факт, что определенные критерии перечислены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает, что комбинация этих критериев не может быть использована для получения положительного эффекта.
В исходном состоянии при отсутствии электропитания катушки электромагнита 2 блокирующий элемент 7 примагничен с прилеганием к одному из постоянных магнитов 19, 20. В случае если блокирующий элемент примагничен с прилеганием к первому магниту 19, расположенному во втулке 5 около хвостовика 15, связанного тягой 16 с рукояткой 17 ручного привода отпирания замка 12, то выемка 8 блокирующего элемента 7 расположена напротив отверстия 6 втулки 5, которое, в свою очередь, расположено напротив выемки 4 обоймы 3. Фиксирующий элемент 9 свободно перемещается между выемками 4, 8, втулка 5 и обойма 3 не связаны между собой. Устройство блокировки находится в разблокированном состоянии (фиг. 2), при котором воздействие на рукоятку 17 ручного привода отпирания замка 12 через тягу 16, хвостовик 15 и упорный фланец 13, преодолевая усилие пружины 14, приводит к выведению втулки 5 из обоймы 3, которая поджата к катушке электромагнита 2 усилием пружины замка 12. Открытия замка 12 не происходит.
При прекращении воздействия на рукоятку 17 втулка 5 под действием пружины 14 возвращается в исходное положение в обойме 3.
При подаче на катушку электромагнита 2 кратковременного импульса прямой полярности формируется магнитное поле, преодолевающее усилие первого магнита 19 на удержание блокирующего элемента 7, который перемещается ко второму магниту 20 и прилегает к нему под действием его магнитного поля (фиг. 3). Питание катушки электромагнита 2 отключается.
В этом положении выемка 8 блокирующего элемента 7 удалена от отверстия 6 втулки 5, но сам блокирующий элемент 7 расположен напротив отверстия 6 втулки 5, таким образом фиксирующий элемент 9 расположен в отверстии 6 втулки 5 и в выемке 4 обоймы 3 без возможности смещения, связывая втулку 5 и обойму 3 между собой. Воздействие на рукоятку 17 ручного привода отпирания замка 12 через тягу 16, хвостовик 15 втулки 5 и упорный фланец 13, преодолевая усилие пружины 14 устройства блокировки и пружины замка 12, приводит к выведению втулки 5 в связке с обоймой 3 из катушки электромагнита 2, которая служит гнездом обоймы 3 (фиг. 4). Через хвостовик 10 обоймы 3 и тягу 11 усилие воздействия на рукоятку 17 передается на замок 12, что приводит к его разблокировке.
При прекращении воздействия на рукоятку 17 втулка 5 в связке с обоймой 3 под действием пружины 14 устройства блокировки и пружины замка 12 возвращается в исходное положение в гнездо обоймы 3 в катушке электромагнита 2. Повтор воздействия на замок 12 может быть осуществлено неограниченное число раз без подключения электропитания катушки электромагнита 2.
Для возврата устройства блокировки в разблокированное состояние (фиг. 1) необходимо подать на катушку электромагнита 2 кратковременный импульс обратной полярности, формирующий магнитное поле, преодолевающее усилие второго магнита 20 на удержание блокирующего элемента 7, который перемещается к первому магниту 19 и прилегает к нему под действием его магнитного поля. Питание катушки электромагнита 2 отключается.
Для аварийной разблокировки замка 12, независимо от того, заблокировано (фиг. 5) или разблокировано (фиг. 6) устройство блокировки привода замка, используется дополнительная гибкая тяга 18, которая может быть расположена скрытно.
Таким образом, рассмотренная конструкция устройства блокировки привода замка потребляет электроэнергию только в виде кратковременного импульса при переключении из заблокированного состояния в разблокированное и обратно, при этом в каждом из этих состояний может находиться неограниченное количество времени.