УСТРОЙСТВО БЛОКИРОВКИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПОДВИЖНОГО ЭЛЕМЕНТА КУЗОВА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
DEVICE FOR BLOCKING MOVEMENT OF MOVABLE ELEMENT OF VEHICLE BODY

Изобретение относится к транспортному машиностроению и касается конструкции средств блокировки для предотвращения несанкционированного перемещения подвижных элементов кузова транспортного средства, в частности, капота, но может быть использовано также для блокировки крышки багажника и дверей.
Известно блокировочное устройство капота, описанное в заявке Европейского патентного ведомства № ЕР 1580364 А2 (опубл. 28.09.2005 г.).
Блокировочное устройство капота состоит из фиксирующего механизма, расположенного на боковине транспортного средства, взаимодействующего с ответным элементом края подвижного капота, закрывающего двигательный отсек. Фиксирующий механизм образован связанным с боковиной корпусом, в котором установлена подпружиненная в сторону капота защелка со скошенной поверхностью, в блокирующем состоянии расположенная в отверстии ответного элемента капота. Фиксирующий механизм содержит также устройство воздействия на защелку, перемещающее ее вглубь корпуса против усилия пружины для выхода из отверстия ответного элемента капота и его разблокирования. Такое устройство воздействия может быть или механическим в виде планки с угловым вырезом, взаимодействующим с хвостовиком защелки, или электромагнитным в виде катушки, охватывающей защелку, которая в данном исполнении является подвижным сердечником электромагнита.
Недостатком описанной конструкции является удаление лакокрасочного покрытия с ответного элемента капота в зоне его взаимодействия со скошенной поверхностью защелки при закрывании капота с последующей коррозией указанной зоны.
Из патента РФ на полезную модель №33967 (опубл. 20.11.2003 г.) известен вспомогательный запорный механизм капота транспортного средства, содержащий засов, привод засова, размещенный на корпусе капота базовый элемент, содержащий паз для засова и отверстие для прохода ответной части запорного механизма в виде размещенного на крышке капота кронштейна, снабженного отверстием для фиксации засова в положении «закрыто». Кронштейн выполнен в виде пластины, геометрические размеры которой в ее рабочей части соответствуют геометрическим размерам отверстия для прохода в базовом элементе с допуском менее 3 мм.
Для реализации данной конструкции необходимо точное сочетание по трем координатам взаимного расположения в положении «закрыто» отверстия кронштейна для фиксации засова и самого засова, что при консольной установке кронштейна затруднительно, поскольку в процессе обслуживания агрегатов подкапотного пространства неизбежно непроизвольное воздействие на выступающий из капота элемент - кронштейн. Отклонение кронштейна, а точнее, его конца, снабженного отверстием для фиксации засова, от необходимого заданного положения, может привести к нестыковке отверстия с засовом и отказу в работе вспомогательного запорного механизма.
Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является запорный механизм капота транспортного средства, описанный в патенте РФ на изобретение №2274563 (опубл. 20.04.2006 г.).
Запорный механизм капота транспортного средства содержит запорный узел, состоящий из стержневого элемента с рабочей головкой, выполненной с возможностью прохода и/или размещения в отверстии корпуса запорного узла, расположенного на одной из соединяемых деталей (капот или кузов транспортного средства), и запорный стержень, расположенный в продольном канале корпуса запорного узла с возможностью перемещения в отверстие корпуса. При этом геометрическая ось стержневого элемента перпендикулярна продольной геометрической оси запорного стержня, смещенного от центральной продольной геометрической оси отверстия корпуса запорного узла с возможностью взаимодействия с внешней поверхностью рабочей головки со стороны стержня стержневого элемента. Рабочая головка может быть выполнена в виде тела вращения (сфера, полусфера, конус или их сочетания) или в виде утолщения на конце стержня стержневого элемента, который может быть выполнен упругим в поперечном направлении. Запорный стержень соединен с тягой, посредством которой он перемещается в продольном канале корпуса запорного узла.
При закрывании капота рабочая головка проходит через отверстие корпуса запорного узла и размещается за соединяемой деталью. При фиксировании капота усилие посредством тяги передается на запорный стержень запорного узла, что приводит к его перемещению в соответствующем канале до частичного перекрывания отверстия корпуса запорного узла. Запорный стержень фиксирует капот в запертом положении путем взаимодействия с внешней поверхностью рабочей головки стержневого элемента запорного узла.
Запорный узел не требует точной ориентации стержневого элемента относительно базовых поверхностей, что упрощает его изготовление.
Технической проблемой рассмотренной конструкции запорного механизма является необходимость обеспечения значительной площади поверхности соединяемых деталей (капота или кузова транспортного средства) для размещения корпуса запорного узла, в продольном канале которого расположен с возможностью перемещения запорный стержень, поскольку перемещение запорного стержня осуществляется практически параллельно монтажной поверхности. В условиях штатного насыщения подкапотного пространства элементами механизмов, агрегатов и систем транспортного средства обеспечение минимальной монтажной поверхности для размещения дополнительных узлов становится актуальной задачей.
Указанная техническая проблема в устройстве блокировки подвижных элементов кузова транспортного средства, включающем в себя выполненные с возможностью установки на подвижных относительно друг друга элементах кузова блокируемый элемент в виде стержня с головкой и блокирующий механизм, содержащий корпус, в котором подвижно установлены средства взаимодействия с головкой блокируемого элемента и средства управления, решается тем, что средства взаимодействия образованы по меньшей мере одним фиксатором, расположенным в отверстии ползуна с возможностью взаимодействия одной стороной со ступенчатой поверхностью корпуса, в канале которого с подпружиниванием в сторону блокируемого элемента установлен ползун, и взаимодействия другой стороной с головкой блокируемого элемента при частичном выходе из отверстия ползуна внутрь его полости, обращенной к блокируемому элементу, после воздействия головки блокируемого элемента на ползун блокирующего механизма, а средства управления выполнены с возможностью удержания ползуна утопленным в корпус при его взаимодействии с блокируемым элементом.
Блокируемый элемент может быть установлен на крышке двигательного отсека, на двери, или на крышке багажного отсека, а блокирующий механизм на каркасе кузова транспортного средства или на панели кузова, закрепленной на каркасе.
Блокируемый элемент закреплен предпочтительно непосредственно на поверхности подвижного элемента кузова или может быть снабжен промежуточным звеном, связанным с поверхностью подвижного элемента кузова.
Корпус блокирующего механизма выполнен, как правило, цилиндрическим ступенчатым по наружной поверхности и поверхности канала.
Средства взаимодействия образованы преимущественно двумя или более фиксаторами, каждый из которых расположен в отдельном боковом отверстии ползуна от его полости до канала корпуса, при этом геометрическая ось каждого бокового отверстия перпендикулярна геометрической оси канала корпуса, а выход каждого бокового отверстия в полость ползуна заужен. При этом фиксаторы могут быть выполнены в виде шариков или в виде цилиндров с закругленными торцами.
Корпус образован, как правило, ступенчатым цилиндром с внутренней канавкой в его канале, выполненной с возможностью расположения напротив бокового отверстия ползуна в крайнем подпружиненном в сторону блокируемого элемента положении ползуна, при котором фиксатор утоплен вглубь ползуна и в канавку корпуса, и с возможностью удаления от бокового отверстия ползуна против действия пружины при взаимодействии ползуна с блокируемым элементом внутри полости ползуна, при котором фиксатор расположен с частичным выходом из бокового отверстия ползуна.
Корпус может быть снабжен дополнительной внутренней кольцевой канавкой в его канале, расположенной на части траектории перемещения фиксатора вместе с ползуном.
Средства управления могут быть образованы электромагнитным блокиратором, содержащим расположенный в неподвижной обойме подвижный цилиндрический сердечник с внешней канавкой, воздействующий на стопорный элемент, выполненный преимущественно в виде шарика и установленный в боковом отверстии неподвижной обоймы с возможностью перемещения во внутреннюю выемку ползуна, охватывающего обойму, и блокировки ползуна внутри корпуса от осевого перемещения под действием пружины.
В другом варианте средства управления образованы механическим блокиратором, содержащим подвижный подпружиненный управляемый стопор, установленный в гнезде корпуса с возможностью перемещения во внешнюю выемку ползуна и блокировки ползуна внутри корпуса от осевого перемещения под действием пружины.
Техническим результатом изобретения является расширение арсенала технических средств блокировки подвижных элементов кузова транспортного средства, причем разработанные средства блокировки отвечают требованиям минимизации площади для их монтажа.
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 с разнесенными блокируемым элементом и блокирующим механизмом с электромагнитными средствами управления.
На фиг. 2 изображено устройство блокировки в момент воздействия блокируемого элемента на ползун блокирующего механизма до срабатывания электромагнитных средств управления.
На фиг. 3 представлено устройство блокировки после воздействия блокируемого элемента на ползун блокирующего механизма и срабатывания электромагнитных средств управления.
На фиг. 4 представлено устройство блокировки после воздействия блокируемого элемента на ползун блокирующего механизма и срабатывания электромагнитных средств управления, где головка блокируемого элемента взаимодействует с фиксатором средств взаимодействия блокирующего механизма.
На фиг. 5а, 5б, 5в, 5г представлены варианты исполнения фиксатора средств взаимодействия блокирующего механизма.
На фиг. 6а, 6б, 6в, 6г представлены варианты исполнения блокируемого элемента с промежуточным звеном.
На фиг. 7 изображено устройство блокировки до воздействия блокируемого элемента на ползун блокирующего механизма и до срабатывания механических средств управления.
На фиг. 8 представлено устройство блокировки после воздействия блокируемого элемента на ползун блокирующего механизма и срабатывания электромагнитных средств управления, где головка блокируемого элемента взаимодействует с фиксатором средств взаимодействия блокирующего механизма в дополнительной канавке канала корпуса.
Устройство блокировки подвижных элементов кузова транспортного средства включает в себя блокируемый элемент 1 в виде стержня 2 с головкой 3 и блокирующий механизм 4, выполненные с возможностью установки на подвижных относительно друг друга элементах кузова (фиг. 1, фиг. 7). Например, блокируемый элемент 1 может быть установлен на крышке 5 двигательного отсека, или на двери, или на крышке багажного отсека, а блокирующий механизм 4 на каркасе кузова транспортного средства или на панели 6 кузова, закрепленной на каркасе. Блокируемый элемент 1 может быть закреплен непосредственно на поверхности подвижного элемента кузова или может быть снабжен промежуточным звеном 7 (фиг. 6а-г), связанным с поверхностью подвижного элемента кузова. Блокирующий механизм 4 содержит корпус 8, в котором подвижно установлены средства взаимодействия с головкой 3 блокируемого элемента 1 и средства управления. Средства взаимодействия образованы по меньшей мере одним фиксатором 9, расположенным в отверстии 10 ползуна 11 с возможностью взаимодействия одной стороной со ступенчатой внутренней поверхностью корпуса 8, в канале 12 которого с подпружиниванием в сторону блокируемого элемента 1 установлен ползун 11, и взаимодействия другой стороной с головкой 3 блокируемого элемента 1 при частичном выходе из отверстия 10 ползуна 11 внутрь его полости 13, обращенной к блокируемому элементу 1, после воздействия головки 3 блокируемого элемента 1 на ползун 11 блокирующего механизма 4. Средства управления выполнены с возможностью удержания ползуна 11 утопленным в корпус 8 при его взаимодействии с блокируемым элементом 1.
Корпус 8 блокирующего механизма 4 выполнен, как правило, цилиндрическим ступенчатым по наружной поверхности и поверхности канала 12, в котором установлен ползун 11. Средства взаимодействия образованы предпочтительно двумя или более фиксаторами 9, каждый из которых расположен в отдельном боковом отверстии 10 ползуна 11 от его полости 13 до канала 12 корпуса 8, при этом геометрическая ось каждого бокового отверстия 10 ползуна 11 перпендикулярна геометрической оси канала 12 корпуса 8, а выход 14 каждого бокового отверстия 10 в полость 13 ползуна 11 заужен, например, конусно или плавно по сферической поверхности. Заужение может быть сформировано соответствующей обработкой каждого бокового отверстия 10 ползуна 11 (фиг. 5а, 5б, 5в) или использованием дополнительной накладки 15 с отверстиями соответствующей формы, расположенными напротив каждого бокового отверстия 10 ползуна 11 (фиг. 5г). Фиксаторы 9 могут быть выполнены в виде шариков (фиг. 5б, 5г) или в виде цилиндров с закругленными торцами (фиг. 5а). В другом варианте фиксатор 9 может быть выполнен ступенчатым (фиг. 5в).
Корпус 8 образован, как правило, ступенчатым цилиндром с внутренней канавкой 16 в его канале 12, выполненной с возможностью расположения напротив бокового отверстия 10 ползуна 11 в крайнем подпружиненном в сторону блокируемого элемента 1 положении ползуна 11, при котором фиксатор 9 свободно перемещается в отверстии 10 между полостью 13 ползуна 11 и канавкой 16 корпуса 8, и с возможностью удаления от бокового отверстия 10 ползуна 11 против действия пружины 17 при взаимодействии ползуна 11 с головкой 3 блокируемого элемента 1 внутри полости 13 ползуна 11, при котором фиксатор 9 расположен с частичным выходом в полость 13 ползуна 11 из его бокового отверстия 10.
Корпус 8 может быть снабжен дополнительной внутренней кольцевой канавкой 18 в его канале 12 (фиг. 8), расположенной на части траектории перемещения фиксатора 9 вместе с ползуном 11, причем глубина дополнительной канавки 18 меньше глубины канавки 16, так что при расположении в дополнительной канавке 18 с упором в ее дно 19 фиксатор 9, тем не менее, частично выходит в полость 13 ползуна 11 из его бокового отверстия 10.
Средства управления могут быть образованы электромагнитным блокиратором 20 (фиг. 1-4), содержащим расположенный в неподвижной обойме 21 подвижный цилиндрический сердечник 22 с внешней канавкой 23, воздействующий на стопорный элемент 24, выполненный преимущественно в виде шарика и установленный в боковом отверстии 25 неподвижной обоймы 21 с возможностью перемещения во внутреннюю выемку 26 ползуна 11, охватывающего обойму 21, и блокировки ползуна 11 внутри корпуса 8 от осевого перемещения под действием пружины 17. Для фиксации подвижного сердечника 22 в крайних положениях в обойме 21 могут быть предусмотрены постоянные магниты 27, 28.
В другом варианте средства управления могут быть образованы механическим блокиратором 29 (фиг. 7), содержащим подвижный подпружиненный управляемый стопор 30, установленный в гнезде 31 корпуса 8 с возможностью перемещения во внешнюю выемку 32 ползуна 11 и блокировки ползуна 11 внутри корпуса 8 от осевого перемещения под действием пружины 17. Управление стопором 30 может осуществляться гибкой тягой 33, например, боуден-тросом, из салона транспортного средства.
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.
Для организации работы устройства блокировки блокируемый элемент 1 устанавливают на подвижном элементе кузова, например, на крышке 5 двигательного отсека, а блокирующий механизм 4 на каркасе кузова транспортного средства или на панели 6 кузова, закрепленной на каркасе, в зоне, обращенной к крышке 5, устанавливая его практически перпендикулярно площадке кузовного элемента, на которой он размещен. При этом основная часть блокирующего механизма 4 располагается во внутренних полостях кузова, снаружи кузова остается часть корпуса 8 с крепежными деталями 34. Блокируемый элемент 1 размещен таким образом, что при закрывании, в частности, крышки 5 двигательного отсека, головка 3 блокируемого элемента 1 взаимодействует с ползуном 11 блокирующего механизма 4, входя в его полость 13.
В исходном состоянии блокируемый элемент 1 и блокирующий механизм 4 разнесены друг от друга (фиг. 1), устройство блокировки находится в положении «разблокировано». Ползун 11 под действием пружины 17 расположен в корпусе 8 в крайнем положении с упором во внутренний буртик 35 корпуса 8 на выходе из него, канавка 16 корпуса 8 установлена напротив бокового отверстия 10 (или отверстий) ползуна 11, в каждом из которых фиксатор 9 свободно перемещается, заходя или в канавку 16 корпуса 8, или в полость 13 ползуна 11 до упора в заужение выхода 14 бокового отверстия 10.
Средства управления также находятся в исходном состоянии. В варианте использования электромагнитного блокиратора 20 подвижный сердечник 22 расположен у первого постоянного магнита 27 так, что канавка 23 сердечника 22 установлена напротив отверстия 25 неподвижной обоймы 21, а ползун 11 удален от отверстия 25 обоймы 21 в крайнее выдвинутое положение. Стопорный элемент 24 свободно перемещается в отверстии 25 обоймы 21 между канавкой 23 подвижного сердечника 22 и полостью 36 для перемещения ползуна 11, образованной внешней поверхностью обоймы 21 и внутренней поверхностью каркаса 37 катушки 38 индуктивности. В варианте использования механического блокиратора 29 подвижный подпружиненный стопор 30 удален от внешней выемки 32 ползуна 11, находящегося в крайнем выдвинутом положении (фиг. 7).
При закрывании крышки 5 двигательного отсека блокируемый элемент 1 своей головкой 3 воздействует на ползун 11 блокирующего механизма 4 в его полости 13, утапливая ползун 11 вглубь корпуса 8 против действия пружины 17 (фиг. 2). Боковое отверстие 10 (или отверстия) ползуна 11 отходит от канавки 16 корпуса 8, блокируя фиксатор 9 (или фиксаторы) в положении частичного выхода в полость 13 ползуна 11, при этом перемещение каждого фиксатора 9 из бокового отверстия 10 (или отверстий) ползуна 11 ограничено упором в зауженный выход 14 отверстия 10 (или отверстий). В этом положении при попытке открыть крышку 5 двигательного отсека каждый фиксатор 9 взаимодействует внутри полости 13 ползуна 11 с головкой 3 блокируемого элемента 1. Поскольку каждый фиксатор 9 заблокирован в положении частичного выхода в полость 13 ползуна 11, он удерживает блокируемый элемент 1 около блокирующего механизма 4 и предотвращает перемещение подвижного элемента кузова транспортного средства, на котором закреплен блокируемый элемент 1, в данном случае крышки 5 двигательного отсека.
После утапливания ползуна 11 блокируемым элементом 1 вглубь корпуса 8 блокирующего механизма 4 против действия пружины 17 ползун 11 своей внутренней выемкой 26 располагается напротив отверстия 25 обоймы 21. Устройство блокировки переводят в положение «заблокировано», при этом срабатывают средства управления, удерживающие ползун 11 в корпусе 8. В варианте использования электромагнитного блокиратора 20 подвижный сердечник 22 под действием электромагнитных сил катушки 38 индуктивности перемещается в обойме 21 в противоположное положение ко второму постоянному магниту 28 и располагается своей канавкой 23 в удалении от отверстия 25 неподвижной обоймы 21 (фиг. 3, 4). Стопорный элемент 24 частично перемещается через отверстие 25 обоймы 21 во внутреннюю выемку 26 ползуна 11, блокируя его от перемещения наружу в полости 36, образованной внешней поверхностью обоймы 21 и внутренней поверхностью каркаса 37 катушки 38 индуктивности. В варианте использования механического блокиратора 29 подвижный подпружиненный стопор 30 заходит во внешнюю выемку 32 ползуна 11, находящегося в утопленном положении, и удерживает его в этом положении.
В варианте исполнения корпуса 8 с дополнительной канавкой 18 в его канале 12 фиксатор 9 встает в положение упора в скошенную стенку 39 дополнительной канавки 18, выполненной предпочтительно с расширением в канал 12 корпуса 8, причем скос стенки 39 канала соответствует скосу края 40 головки 3 блокируемого элемента 1, воздействующего изнутри полости 13 ползуна 11 на фиксатор 9. Таким образом обеспечены дополнительные средства предотвращения вырывания блокируемого элемента 1 из блокирующего механизма 4.
При переводе устройства блокировки в положение «разблокировано» элементы блокирующего механизма 4 возвращаются в исходное состояние. Освобожденный ползун 11 под действием пружины 17 перемещается в крайнее выдвинутое положение с упором во внутренний буртик 35 корпуса 8 на выходе из него, боковое отверстие 10 (или отверстия) ползуна 11 располагается напротив канавки 16 корпуса 8, в которое фиксатор 9 (или фиксаторы) свободно перемещается при воздействии на него головки 3 блокируемого элемента 1. Подвижный элемент кузова транспортного средства, на котором закреплен блокируемый элемент 1, в данном случае крышка 5 двигательного отсека, может быть беспрепятственно перемещен.