ЗАМОК ДЛЯ ЗАПИРАНИЯ КРЫШЕК И ДВЕРЕЙ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
VEHICLE DOOR AND COVER LOCK

Настоящее изобретение может быть использовано в различных областях промышленности, где возникает необходимость в надежной блокировке запорного органа, расположенного на подвижном относительно блокирующего устройства конструктивном элементе с целью надежной фиксации этого элемента относительно блокирующего устройства и любой конструкции, к которой оно жестко прикреплено, в частности: в автомобильной промышленности - для блокировки открываемых элементов транспортного средства, а именно дверей, капота, крышки багажника.
Известен замок капота автомобиля, содержащий запорный орган, жестко закрепленный на крышке капота, выполненный в виде стержня с рабочей головкой в виде конуса на нижнем его конце, и установленное под капотом блокирующее запорный орган устройство, выполненное в виде поворотной плоской задвижки с механическим приводом от прикрепленного к ней троса (см. авторское свидетельство SU №1028826, кл. E05B 65/19, 15.07.1983).
Данный замок капота содержит механические средства блокировки открытия замка, что снижает надежность его работы, поскольку требует использования пружин, которые расположены под капотом, подвержены коррозии и механическим воздействиям при работе двигателя автомобиля, в первую очередь - вибрации. Кроме того, трос - через который передается возвратно-поступательное движение задвижки, имеет недостаточную степень свободы, при его перегибе более 90° увеличивается сила трения между тросом и его оболочкой, что при использовании металлической оплетки троса ведет со временем к его перетиранию и обрыву.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является замок для запирания крышки капота автомобиля, содержащий запорный орган, жестко закрепленный на крышке капота и выполненный в виде стержня с рабочей головкой в виде конуса на нижнем его конце, и установленное под капотом блокирующее запорный орган устройство с приемным отверстием для прохода запорного органа, запорным штоком для фиксации запорного органа и электромагнитным приводом запорного штока (см. патент GB №1287168, кл. E05C 1/08, 31.08.1972).
Данный замок содержит электромагнитное блокирующее запорный орган устройство. Однако для обеспечения рабочего положения запорного штока «открыто» требуется постоянная подача электрического тока на втягивающую запорный шток катушку индуктивности, что ведет к снижению надежности работы замка вследствие ее перегрева, ведущего к деформации и частичному разрушению корпуса замка.
Обратное движение запорного штока будет обусловлено воздействием на него пружины, наличие которой является существенным недостатком данного замка, т.к. она подвержена коррозии и механическим воздействиям при работе двигателя автомобиля, в первую очередь - вибрации и ведет к увеличению мощности и, следовательно, размеров катушки индуктивности, которая, при втягивании запорного штока, вынуждена преодолевать сопротивление этой пружины.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание замка для запирания крышек и дверей транспортных средств, позволяющего обеспечить работу замка путем кратковременной подачи электричества на катушку индуктивности и фиксации положения запорного штока в его крайних положениях при отключенной от электричества катушке индуктивности, а также защита запорных элементов замка от механического повреждения и обеспечение возможности его работы совместно с электронными средствами защиты транспортных средств от угона.
Техническим результатом, достигаемым от использования изобретения, является повышение надежности запирания замка, уменьшение габаритов замка и стойкости к взлому и коррозии.
Указанная задача решается, а технический результат достигается тем, что замок для запирания крышек и дверей транспортных средств, содержащий запорный орган, жестко закрепленный на крышке или двери и выполненный в виде стержня с рабочей головкой в виде конуса на нижнем его конце, и установленное неподвижно на транспортном средстве блокирующее запорный орган устройство с приемным отверстием для прохода запорного органа, запорным штоком для фиксации запорного органа и катушкой индуктивности для привода запорного штока, при этом приемное отверстие выполнено, а катушка индуктивности расположена в цельном корпусе, запорный шток выполнен из магнитного материала, например из стали, в виде стержня со шляпкой, причем стержень запорного штока в качестве сердечника вставлен в катушку индуктивности, при этом одним концом стержень запорного штока проходит через радиальное отверстие в цельном корпусе в приемное отверстие перпендикулярно и радиально оси этого отверстия, а на другом конце со шляпкой, выходящем из катушки индуктивности в выполненную в цельном корпусе полость, закреплен за счет сил притяжения постоянный магнит, что обеспечивает надежную кинематическую связь его с запорным штоком в течение всего срока эксплуатации замка, причем закрепленный таким образом на шляпке постоянный магнит расположен с возможностью осевого перемещения вместе со шляпкой запорного штока в охватывающей его, расположенной в полости цельного корпуса и выполненной из немагнитного материала с двумя противоположными торцевыми стенками страховочно-фиксирующей муфте, на стенках которой закреплены выполненные из магнитного материала по меньшей мере два фиксатора, например две стальные пластины, положения постоянного магнита в крайних его рабочих положениях в страховочно-фиксирующей муфте, одна из торцевых стенок муфты расположена между катушкой индуктивности и шляпкой запорного штока и стержень запорного штока пропущен через отверстие в этой торцевой стенке, а к другой торцевой стенке страховочно-фиксирующей муфты, через которую страховочно-фиксирующая муфта подпружинена относительно цельного корпуса в направлении катушки индуктивности, прикреплен соосно запорному штоку, что исключает перекосы при его аварийном вытягивании, страховочный трос, пропущенный в полость цельного корпуса через его стенку и проложенный за пределами цельного корпуса в коробе.
На стержень запорного органа надета с возможностью осевого перемещения последнего относительно нее, расположенная между цельным корпусом и крышкой или дверью защитная манжета, причем последняя установлена на приемное отверстие, перекрывая последнее.
В качестве постоянного магнита использован магнит на основе редкоземельных элементов, например магнит «самарий-кобальт» или « неодим-железо-бор».
Страховочно-фиксирующая муфта подпружинена пружиной, выполненной из коррозионно-стойкого и термостойкого немагнитного материала.
Пружина выполнена из неметаллического материала, например из силиконовой резины или из любого другого упругого и пластичного неметаллического материала, удовлетворяющего условиям эксплуатации замка.
В ходе проведенного анализа существующих конструкций замков для транспортных средств, в частности для капота, было установлено, что возможен перевод замка в положение «открыто» и «закрыто» путем кратковременной подачи электричества на катушку индуктивности с фиксацией положения запорного штока в его крайних положениях. При этом представляется возможным предусмотреть механический способ открытия замка капота, например в случае, когда по различным причинам не представляется возможным подача электричества на катушку индуктивности при выходе из строя или отключении аккумуляторной батареи, или в случае, когда подача электричества возможна, но запорный шток по какой-либо причине заклинило, например вследствие аварии транспортного средства.
Указанные выше возможности достигаются за счет того, что запорный шток выполнен из магнитного материала, например из стали, в виде стержня со шляпкой, причем стержень запорного штока в качестве сердечника вставлен в катушку индуктивности, при этом одним концом стержень запорного штока проходит через радиальное отверстие в цельном корпусе в приемное отверстие перпендикулярно и радиально оси этого отверстия, а на другом конце со шляпкой, выходящем из катушки индуктивности в выполненную в цельном корпусе полость, закреплен за счет сил притяжения постоянный магнит, причем закрепленный таким образом на шляпке постоянный магнит расположен с возможностью осевого перемещения вместе со шляпкой запорного штока в охватывающей его, расположенной в полости цельного корпуса и выполненной из немагнитного материала с двумя противоположными торцевыми стенками страховочно-фиксирующей муфте, на стенках которой закреплены выполненные из магнитного материала по меньшей мере два фиксатора, например две стальные пластины, положения постоянного магнита в крайних его положениях в страховочно-фиксирующей муфте.
Установка постоянного магнита позволяет использовать свойство катушки индуктивности менять полюса электрического магнита при изменении местами подключения концов проводов катушки индуктивности к источнику постоянного тока, а также намагничивает запорный шток. В результате в одном случае разноименные полюса электрического магнита, образованного катушкой индуктивности, и постоянного магнита притягиваются друг к другу и свободный конец запорного штока постоянным магнитом выдвигается в приемное отверстие цельного корпуса блокирующего устройства, запирая замок, а при изменении подключения катушки индуктивности к источнику постоянного тока одноименные полюса электрического магнита и постоянного магнита отталкиваются друг от друга, что ведет к перемещению запорного штока в противоположном направлении и переводу замка в положение «открыто». При этом важно, что при перемещении постоянного магнита в его крайние рабочие положения он взаимодействует с фиксаторами, выполненными из магнитного материала, притягиваясь к ним, что позволяет фиксировать постоянный магнит, а вместе с ним и запорный шток в его крайних рабочих положениях, что, в свою очередь, позволяет после открытия или закрытия замка отключать катушку индуктивности от электричества и исключить из конструкции блокирующего устройства пружину для перемещения запорного штока, что, в свою очередь, позволило в сочетании с использованием кратковременной подачи электричества на катушку индуктивности повысить надежность работы замка.
Выполнение страховочно-фиксирующей муфты с торцевой стенкой с прикрепленным к ней страховочным тросом в сочетании с выполнением страховочно-фиксирующей муфты, подпружиненной относительно цельного корпуса в направлении катушки индуктивности, и прокладкой страховочного троса за пределами цельного корпуса в коробе позволило расширить функциональные возможности замка путем предоставления возможности открытия замка при отключенном от катушки индуктивности электричестве, что особенно важно при различных аварийных ситуациях, например при выходе из строя аккумуляторной батареи или в случае, когда она снята.
Как показали проведенные исследования, выполнение стержня запорного органа с надетой на него защитной манжетой с возможностью осевого перемещения стержня относительно нее и расположение защитной манжеты между цельным корпусом и крышкой или дверью с перекрытием защитной манжетой приемного отверстия цельного корпуса позволяет решить сразу две задачи - предотвратить попадание в блокирующее устройство замка посторонних предметов и грязи, что позволяет повысить надежность работы замка и предотвратить или, по крайней мере, затруднить перепиливание или перекушивание стержня запорного органа, что позволяет в ряде случаев предотвратить угон транспортного средства, на котором установлен данный замок.
Выполнение замка с приведением его в действие путем кратковременной подачи электричества на катушку индуктивности позволяет легко интегрировать систему управления приводом замка с электронными средствами защиты транспортных средств от угона, что позволяет усложнить процесс угона транспортного средства.
На чертеже схематически представлен продольный разрез замка капота автомобиля в месте установки блокирующего устройства под капотом автомобиля.
Замок для запирания крышек и дверей транспортных средств, содержащий запорный орган 1, жестко закрепленный на крышке 2 или двери и выполненный в виде стержня 3 с рабочей головкой 4 в виде конуса на нижнем его конце, и установленное неподвижно на транспортном средстве блокирующее запорный орган 1 устройство 5 с приемным отверстием 6 для прохода запорного органа 1, запорным штоком 7 для фиксации запорного органа 1 и катушкой индуктивности 8 для привода запорного штока 7. Приемное отверстие 6 выполнено, а катушка индуктивности 8 расположена в цельном корпусе 9. Запорный шток 7 выполнен из магнитного материала, например из стали, в виде стержня 10 со шляпкой 11, причем стержень 11 запорного штока 7 в качестве сердечника вставлен в катушку индуктивности 8. Одним концом стержень запорного штока проходит через радиальное отверстие в цельном корпусе 9 в приемное отверстие 6 перпендикулярно и радиально оси этого отверстия 6, а на другом конце стержня 10 со шляпкой 11, выходящем из катушки индуктивности 8 в выполненную в цельном корпусе 9 полость 12, закреплен за счет сил притяжения постоянный магнит 13, причем закрепленный таким образом на шляпке 11 постоянный магнит 13 расположен с возможностью осевого перемещения вместе со шляпкой 11 запорного штока 7 в охватывающей его, расположенной в полости 12 цельного корпуса 9 и выполненной из немагнитного материала с двумя противоположными торцевыми стенками 14 и 15 страховочно-фиксирующей муфте 16, на стенках которой закреплены выполненные из магнитного материала по меньшей мере два фиксатора 17 и 18, например две стальные пластины, положения постоянного магнита 13 в крайних его рабочих положениях в страховочно-фиксирующей муфте 16. Одна из торцевых стенок 14 муфты 16 расположена между катушкой индуктивности 8 и шляпкой 11 запорного штока 7 и стержень 10 запорного штока 7 пропущен через отверстие в этой торцевой стенке 14, а к другой торцевой стенке 15 страховочно-фиксирующей муфты 16, через которую страховочно-фиксирующая муфта 16 подпружинена относительно цельного корпуса 9 в направлении катушки индуктивности 8, прикреплен соосно запорному штоку 7 страховочный трос 19, пропущенный в полость 12 цельного корпуса 9 через его стенку и проложенный за пределами цельного корпуса 9 в коробе 20.
На стержень 3 запорного органа 1 надета с возможностью осевого перемещения последнего относительно нее, расположенная между цельным корпусом 9 и крышкой 2 или дверью защитная манжета 21, причем последняя установлена на приемное отверстие 6 или введена в него, перекрывая последнее. Защитная манжета 21 может быть выполнена из резины, композиционного материала иди другого подходящего по условиям эксплуатации материала.
В качестве постоянного магнита 13 использован магнит на основе редкоземельных элементов, например магнит «самарий-кобальт» или магнит «неодим-железо-бор».
Страховочно-фиксирующая муфта 16 подпружинена пружиной 22, выполненной из коррозионно-стойкого и термостойкого немагнитного материала.
Пружина 22 выполнена из неметаллического материала, например из силиконовой резины или из любого другого упругого и пластичного неметаллического материала, удовлетворяющего условиям эксплуатации замка.
Прикрепленный к страховочно-фиксирующей муфте 16 соосно запорному штоку 7 страховочный трос 19 выполнен из коррозионно-стойкого, термостойкого и антифрикционного неметаллического материала, например полиамида или из любого другого неметаллического материала, удовлетворяющего условиям эксплуатации замка.
Замок работает следующим образом.
При закрывании, например, крышки 2 капота головка 4 запорного органа 1 входит в приемное отверстие 6 блокирующего устройства 5, отодвигая запорный шток 7, если до этого он был выдвинут (т.е. находился в положении «закрыто»).
Это возможно, благодаря свободному перемещению оснащенного постоянным магнитом 13 запорного штока 7 внутри катушки индуктивности 8 и страховочно-фиксирующей муфте 16. При этом запорный шток 7 не возвращается обратно. В случае необходимости перевода замка в положение «закрыто» на катушку индуктивности 8 подается электрический ток и стержень 10 запорного штока 7 за счет притяжения к катушке индуктивности 8 постоянного магнита 13 вместе со шляпкой 11 входит в приемное отверстие 6 блокирующего устройства 5. Движение запорного штока 7 ограничено габаритами страховочно-фиксирующей муфты 16 и в крайних рабочих положениях постоянный магнит 13, которым он оснащен, вступает во взаимодействие с фиксаторами 17 и 18.
После смены рабочего положения (положение «закрыто») запорный шток 7 удерживается в новом положении за счет фиксации постоянного магнита 13 фиксатором 17, а подача электрического тока на катушку индуктивности 8 прекращается. При необходимости открытия замка капота на катушку индуктивности 8 подается ток другой полярности, в результате чего у катушки индуктивности 8 полюса меняются местами и ее полюс со стороны постоянного магнита 13 становится идентичным полюсу постоянного магнита 13, что вызывает перемещение постоянного магнита 13, а вместе с ним и запорного штока 7 в противоположном (чем при закрытии) направлении, заканчивающееся удержанием его фиксатором 18 и прекращением подачи тока на катушку индуктивности 8. Таким образом, запорный шток 8 освобождает приемное отверстие 6 и запорный орган 1 может выйти из приемного отверстия 6.
Бывают случаи, когда невозможно вышеизложенным способом произвести открытие замка, например при отсутствии электрического тока или при заклинивании запорного штока 7. Для этого предусмотрены страховочно-фиксирующая муфта 16 и прикрепленный к ней страховочный трос 19, при вытягивании которого отводится назад страховочно-фиксирующая муфта 16 и, соответственно, запорный шток 7, что переводит замок в положение «открыто» и разблокирует запорный орган 1. После пользования страховочным тросом 19 в исходное положение страховочно-фиксирующую муфту 16 с запорным штоком 7 приводит пружина 22 и замок снова готов к работе.
Настоящее изобретение может быть использовано в различных областях промышленности, где возникает необходимость в надежной блокировке запорного органа, расположенного на подвижном относительно блокирующего устройства конструктивном элементе с целью надежной фиксации этого элемента относительно блокирующего устройства и любой конструкции, к которой оно жестко прикреплено, в частности: в автомобильной промышленности для блокировки открываемых элементов транспортного средства, дверей, капота, крышки багажника.