Устройство для предотвращения несанкционированного использования автомобиля бесштыревой блокировкой рулевого вала

Полезная модель относится к области автомобильного транспорта, в частности к оборудованию, предназначенному для предотвращения угона или несанкционированного использования транспортного средства.
Известно использование различных блокирующих средств (блокираторов) для защиты автомобиля от угона. Блокираторы устанавливаются на рулевое колесо, на вал рулевого колеса, на педаль тормоза, на рычаг коробки передач, либо на другие подвижные  конструктивные элементы транспортного средства.
Так в описании патента РФ на полезную модель № 24978, МПК: B60R25/02, опубл. 10.09.2002, раскрыто противоугонное устройство для транспортного средства, содержащее блокирующий штырь, в торцевой части которого размещен цилиндровый замковый механизм, связанный со стопорным устройством, выполненным с возможностью возвратно-поступательного движения в рабочей части блокирующего штыря, и муфту, жестко закрепленную на рулевом валу. Данный штыревой блокиратор рулевого вала, как и другие традиционные штыревые блокираторы рулевого вала, противодействует вращению вала не всегда эффективно, требует аккуратной и внимательной установки и, самое главное, требует утомительных и сложных движений водителя для блокировки руля.
В уровне техники также представлены универсальные устройства, которые выполнены с возможностью блокировать различные элементы управления автомобиля бесштыревым запирающим средством.
Из патента РФ на полезную модель RU125144, МПК: B60R25/00, опубл. 27.02.2013, известно механическое противоугонное устройство, которое может устанавливаться транспортное средство для блокировки различных элементов управления. Упомянутое устройство содержит замок с механизмом секретности, состоящий из неподвижного цилиндрического корпуса и подвижного блока, расположенного внутри неподвижного корпуса. Подвижный блок связан с запирающим ригелем посредством гибкой тяги, размещенной в защитном кожухе. Причем корпус замка жестко соединен с торцевой частью защитного кожуха, а на противоположном от замка торце защитного кожуха расположен запирающий ригель, соединенный с соответствующим концом гибкой тяги. Конец гибкой тяги, противоположный ригелю, жестко соединен с подвижным блоком механизма секретности замка, а внутри корпуса замка, в области крепления гибкой тяги к подвижному блоку замка, расположена возвратная пружина.
Устройство, охраняемое патентом RU125144, не позволяет заблокировать вращение рулевого вала, поскольку не содержит защитной конструкции для фиксации ригеля по отношению к валу руля.
Аналогичное устройство, претендующее на универсальность, запирающее подвижные элементы транспортного средства, такие как рулевой вал, рычаг переключения передач коробки и др., раскрыто в патенте на полезную модель RU134126, МПК: B60R25/00, опубл. 10.11.2013. Указанное механическое противоугонное устройство, содержит закрепленный в кузове транспортного средства корпус с установленной в нем замковой личиной с секретным механизмом, подвижный вал с ключевым каналом, которой снабжен диском, соединенную с корпусом профилированную трубу, в которой установлена подвижная гибкая тяга, один свободный конец которой снабжен ригелем и выполнен с возможностью вхождения в запирающее соединение с подвижным элементом транспортного средства, который необходимо зафиксировать, а другой - с втулкой, соединенной с диском с образованием кулисного механизма. Причем в корпусе установлен электрический переключатель, соединенный с кузовом транспортного средства и реле для замыкания цепи при положении кулисного механизма, соответствующем запирающему соединению ригеля, и разрыва цепи при положении кулисного механизма, соответствующем отсутствию запирающего соединения ригеля. Реле соединено со стартером транспортного средства и замком зажигания.
К недостаткам данного решения, снижающим его надежность, можно отнести использование электрического реле в составе противоугонного средства.
В уровне техники также представлены и специализированные противоугонные средства, предназначенные, именно, для блокировки возможности вращения рулевого вала.  Из патента РФ на полезную модель №31540, МПК: B60R25/02, опубл. 20.08.2003, известно противоугонное устройство для блокировки рулевого вала транспортного средства, включающее замочное устройство, взаимодействующее с блокирующим стержнем, установленным с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси рулевого вала, закрепленную на рулевом валу муфту с отверстием для блокирующего стержня. Замочное устройство выполнено в виде замочной вставки, установленной с возможностью скольжения в закрепленной в корпусе транспортного средства гильзе, и выполненной с возможностью при воздействии ключом на замочный механизм фиксации в убранном в гильзу положении, возврата в исходное положение и фиксации в нем, причем торец замочной вставки соединен с блокирующим стержнем посредством вала, размещенного в трубке, прикрепленной к корпусу транспортного средства, при этом в убранном в гильзу положении замочной вставки блокирующий стержень размещен в отверстии муфты, а в исходном положении расположен вне этого отверстия.
Однако скользящее утапливаемое замочное устройство с пружинным механизмом передачи поступательного перемещения не является достаточно надежным из-за риска поломки пружины.
Из патента РФ на полезную модель №139460, МПК: B60R25/06, опубл. 20.04.2014, известно устройство для предотвращения несанкционированного использования транспортного средства, которое содержит замочную вставку с механизмом секретности и ключом, соединенную через привод с блокирующим устройством, содержащим запирающий ригель. При этом привод выполнен в виде гибкого вала, закрепленного одним концом в замочной вставке и передающего крутящий момент от ключа к шестерне, закрепленной на другом конце вала. Недостатком устройства является расположение реечной зубчатой передачи на дальнем конце гибкого вала, что требует значительных усилий для сообщения поступательного движения ригелю. Усилия уходят на преодоление сил трения и изгиба вала на скручивание под действием крутящего момента. Например, в описании патента РФ №139460 указано, что замковый механизм связан с механизмом блокировки рычага управляющего вала гидравлически. Использование гидравлической связи направлено на устранение следующих недостатков:
повышенной величины усилия, необходимого для поворота ключа в замковом механизме, из-за высокого трения, вызванного взаимодействием гибкой тяги с сопряженными элементами;
низкой надежности работы устройств из-за износа гибкой тяги;
возможности разрыва кинематической связи между замковой частью и механизмом блокировки.
Среди зарубежных аналогов целесообразно отметить техническое решение, раскрытое в патенте США № 2553790, МПК: B60R25/02, опубл. 22.05.1951, которое представляет собой устройство для предотвращения несанкционированного использования автомобиля, содержащее средство блокирования вращения рулевого вала, выполненное в виде не вращающейся муфты, размещенной на рулевом валу, и замковый механизм, взаимодействующий посредством ригеля с пазами муфты, причем поступательное перемещение ригеля обеспечивается гибким валом, взаимодействующим с поворотным механизмом замка, выведенного на переднюю панель автомобиля.
Недостатком известного решения является выполнение муфты с возможностью скользящего перемещения вдоль рулевого вала, что снижает надежность устройства. Также к недостаткам данного решения, снижающим его надежность, можно отнести использование электрической схемы для управления противоугонным средством.
Из патента Германии №4446613, МПК: B60R25/02, опубликованного 29.04.2004, известно противоугонное устройство в котором поворот ключа зажигания, через гибкую тягу взаимодействует с блокирующим средством на рулевом валу. Замок рулевого колеса управляется из замка зажигания с помощью ключа зажигания. Соединение между замком зажигания и замком рулевого колеса выполнено в виде гибкого привода, например в виде троса Боудена. В убранном положении троса Боудена конец замка зажигания закреплен предохранительным фиксатором, чтобы предотвратить случайное срабатывание замка, при этом запорный ригель подпружинен в положение блокировки. Вся система может управляться соленоидными приводами, а замок зажигания может быть связан с кодированной системой безопасности. Недостатком известного решения является невысокая надежность устройства.
В качестве прототипа заявленной полезной модели целесообразно выбрать упомянутое выше «Противоугонное устройство для блокировки рулевого вала транспортного средства», раскрытое в описании патента РФ на полезную модель №31540, B60R25/02,  опубликованное 20.08.2003.
Представленные в настоящее время на рынке бесштыревые блокираторы рулевого вала оснащены большими и неэстетичными замковыми цилиндрами, портящими интерьер автомобиля, и не отличаются удобством управления, так как размещаются в труднодоступных для пользователя местах и зачастую требуют регулировки рулевой колонки для осуществления блокировки. Предлагаемый блокиратор рулевого вала лишён недостатков, выявленных в известных технических решениях.
Разработка полезной модели направлена на решение задачи расширения арсенала надежных механических средств для предотвращения несанкционированного использования автомобиля путем блокировки вращения рулевого вала.
Техническим результатом является снижение усилий для осуществления блокировки вращения рулевого вала при повышении надежности работы противоугонного устройства.
Для решения поставленной задачи заявлено устройство для предотвращения несанкционированного использования автомобиля блокировкой вращения рулевого вала, содержащее муфту с пазами, выполненную с возможностью неподвижного размещения на рулевом валу автомобиля, и средство блокирования вращения рулевого вала, размещенное в корпусе, включающее в себя замочный цилиндр, взаимодействующий с гибкой тягой, соединенной другим концом с ригелем с возможностью перемещения ригеля в паз муфты, отличающееся тем, что на сердечник замочного цилиндра установлена деталь, которая посредством кривошипа связана с шатуном, соединенным с гибкой тягой с возможностью возвратно-поступательного перемещения ригеля при обороте сердечника замочного цилиндра.
Корпус для размещения средства блокирования вращения рулевого вала выполнен в виде изогнутой трубы, соединённой под углом с патрубком, при этом ригель с гибкой тягой и шатуном, размещены в части корпуса, выполненной в виде изогнутой трубы, а замочный цилиндр и деталь с кривошипом размещены в части корпуса, выполненной в виде в патрубка.
Корпус выполнен, предпочтительно, из стали, при этом части корпуса соединены между собой при помощи сварки и снабжены приваренными к ним элементами крепления в виде кронштейнов соответствующей формы для стационарного закрепления заявленного устройства на кузовных элементах автомобиля.
Отметим, что деталь с кривошипом, предпочтительно, выполнена в форме диска с цилиндрическим выступом на плоской поверхности. Выступ, предпочтительно, выполненным в виде штифта, ось которого смещена по отношению к оси диска с заданным эксцентриситетом, так что удвоенная величина эксцентриситета  определяет максимальный ход ригеля.
Однако возможны и другие конфигурации выполнения кривошипа в данном устройстве. При этом дисковая форма кривошипа предпочтительна, поскольку массивный диск представляет собой маховик, который облегчает передачу усилия от сердечника замка на ригель заявленного устройства.
В соответствии с предложенным техническим решением использование кривошипно-шатунного механизма во взаимосвязи с сердечником цилиндрового замка, выполненного с продольным ключевым пазом, обеспечивает возможность преобразования вращения ключа в возвратно-поступательное перемещение ригеля для блокировки и разблокировки рулевого вала.
Для запирания защитной конструкции служит муфта, предназначенная для размещения на рулевом валу автомобиля. Для осуществления операции размещения муфты на валу, она изготовлена из двух полумуфт, выполненных с возможностью жесткого соединения между собой и с рулевым валом автомобиля.
Пазы на муфте могут быть выполнены в виде прорезей различной формы или в виде глухих отверстий, с обеспечением возможности взаимодействия с ригелем в продольном направлении либо в поперечном направлении, либо под углом.
Полезная модель иллюстрируется фигурами 1-4.
На фигуре 1 показано устройство для предотвращения несанкционированного использования автомобиля в положении «закрыто», при взаимодействии ригеля с пазом муфты в поперечном направлении по отношению к оси рулевого вала.
На фигуре 2 показано устройство, представленное на фиг.1, в положении «открыто».
На фигуре 3 показано устройство для предотвращения несанкционированного использования автомобиля в положении «закрыто», при взаимодействии ригеля с пазом муфты в продольном направлении по отношению к оси рулевого вала.
На фигуре 4 показано устройство, представленное на фиг. 3, в положении «открыто».
На фигурах 1-4 приняты следующие обозначения позиций:
1 – корпус в виде изогнутой трубы, который служит для размещения средства блокирования вращения рулевого вала;
2 – патрубком, который служит для размещения замочного цилиндра и детали с кривошипом;
3 – замочный цилиндр;
4 – гибкая тяга;
5 –  шатун;
6 – ригель;
7 – муфта;
8 – рулевой вал;
9 – кузовной элемент (кронштейн рулевой колонны);
10 – элемент крепления на корпусе устройства.
Как показано на фиг. 1, устройство для предотвращения несанкционированного использования автомобиля содержит муфту 7 с пазами, которая неподвижно размещена на рулевом валу 8 автомобиля. При этом средством блокирования вращения рулевого вала 8 является ригель 6, когда он входит в один из пазов муфты 7. При повороте руля автомобиля муфта 7 поворачивается совместно с рулевым валом 8, поэтому пазы  смещаются, но в любой ситуации можно выбрать положение, чтобы какой-либо из пазов размещается напротив ригеля 6.
о
Корпус устройства состоит из двух частей, а именно, из изогнутой трубы 1 и патрубка 2, соединённых в случае, показанном на фиг.1, под углом, приблизительно, 90. Однако в общем случае угол соединения изогнутой трубы и патрубка в составе корпуса устройства  может отличаться от показанного на чертеже, поскольку выбирается в зависимости от конфигурации внутреннего пространства салона автомобиля с учетом возможности размещения ключевого паза замочного цилиндра на передней панели  в непосредственной близости от водителя в удобном месте.
Средство блокирования включает в себя замочный цилиндр 3, снабженный сердечником, выполненным с продольным ключевым пазом для размещения ключа. На сердечник замочного цилиндра с торцевой стороны, обратной по отношению к ключевому пазу, установлена деталь в форме диска, которая посредством кривошипа связана с шатуном 5, соединенным с гибкой тягой 4, конец которой соединен с ригелем 6 с возможностью возвратно-поступательного перемещения ригеля 6 при обороте сердечника замочного цилиндра 3.
Предложенная полезная модель предназначена для защиты автомобиля от угона, путём фиксации рулевого вала 8 от вращения бесштыревым способом при несанкционированном доступе к автомобилю. Используемое в конструкции заявленного устройства средство блокирования рулевого вала оснащено замочным цилиндром 3, обладающим небольшими габаритами.
Устройство работает следующим образом.
Заявленное устройство для предотвращения несанкционированного использования автомобиля устанавливается в салоне автомобиля на штатные места, с размещением замочного цилиндра 3 в непосредственной близости от водителя на передней панели в удобном месте, и механически управляется ключом за счет кинематической связи его конструктивных элементов.
Для предотвращения несанкционированного использования автомобиля пользователь переводит устройство в положение «закрыто», для этого он размещает ключ в ключевом пазу сердечника замочного цилиндра 3 и совершает половину оборота ключа. При этом деталь, насаженная на сердечник замочного цилиндра 3 совершает пол оборота и перемещает кривошип на противоположный конец диаметра  замочного цилиндра 3. При этом шатун 5, шарнирно связанный с цилиндрическим выступом (кривошипом) на поверхности упомянутой детали, сообщает поступательное перемещение гибкой тяге 4, противоположный конец которой выталкивает ригель 6 из изогнутой трубы 1 в направлении  соответствующего по положению паза муфты 7, закрепленной на рулевом валу 8. Таким образом, в заблокированном положении запирающий ригель 6 препятствует вращению рулевого вала 8 и предотвращает угон автомобиля. Запираемая конструкция представляет собой муфту 7, установленную на рулевом валу 8, позволяющую блокировать рулевой вал 8 в любом положении регулировки рулевой колонки и при практически любом направлении колёс.
На фигурах 1 и 3 показано устройство для предотвращения несанкционированного использования автомобиля в положении «закрыто», при взаимодействии ригеля с пазом муфты, соответственно, в поперечном и продольном направлении по отношению к оси рулевого вала.
Полный оборот ключа позволяет перевести устройство в положение «открыто».
На фигурах 2 и 4 показано устройство для предотвращения несанкционированного использования автомобиля в положении «открыто», при отсутствии взаимодействия ригеля с пазом муфты. В этом положении рулевой вал поворачивается свободно, и возможно беспрепятственное управление автомобилем.
Для удобства размещения заявленного устройства в салоне автомобиля часть полого стального корпуса, выполняется в виде изогнутой трубы 1 круглого сечения, повторяет форму внутреннего пространства передней панели автомобиля. Корпус устройства для предотвращения несанкционированного использования автомобиля крепится внутри передней панели при помощи срывного крепежа. Муфта 7, неподвижно устанавливаемая на рулевой вал 8, так же крепится с использованием срывного крепежа. Установка заявленного устройства внутри панели салона автомобиля значительно усложняет попытки механического воздействия на корпус и на исполнительные механизмы противоугонного средства. Использование заявленного устройства характеризуется минимальным изменением внешнего вида салона, поскольку применяется миниатюрный замочный цилиндр.
Фиксация рулевого вала при помощи заявленного устройства исключает возможность управления автомобилем и может выступать как в качестве самостоятельного противоугонного средства, так и дополнением к другим противоугонным охранным комплексам оборудования.
Заявленное устройство характеризует комфорт и простота использования, устройство позволяет осуществлять блокировку рулевого вала в любом положении рулевой колонки, обладает высокой надежностью, не зависит от наличия электропитания, является простым в установке, не требует доработки деталей автомобиля и значительно усложняет угон автомобиля.
К преимуществам заявленного устройства относится неутапливаемый ригель, повышающий показатели надежности противоугонного средства.
Комфорт обеспечивает удобное расположение замочного цилиндра и минимальные усилия пользователя, необходимые для защиты автомобиля. Пользователи отмечают лёгкость хода ключа при приведении устройства в положение «закрыто» и «открыто».
Повышение надежности обеспечивается и применением замочного цилиндра высокого уровня защищённости, исполнительные элементы которого гарантируют высокую надёжность и эффективность против разрушения. Качество работы замка, независимое от температуры и характеризуется высоким уровнем коррозионной защиты.