ЗАМОК ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
LOCK FOR TRANSPORT VEHICLE

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к конструкции замка специального назначения, предназначенного для блокирования открываемых элементов транспортного средства. Данный замок может быть использован как в качестве основного замка для блокирования открываемых элементов автомобиля, так и в качестве дополнительного замка.
Известно устройство для блокировки двери автомобиля (RU 2179517, кл. Е05В 65/19, B60R 25/00, 2002 г.), включающее актуатор и выдвижной шток, выполненный в виде ползуна со спицей и обеспечивающий перекрытие хода промежуточного рычага внутренней части дверного замка, размещенный внутри направляющего корпуса. Данное устройство действуют на двухплечий рычаг выключения замка, закрывая его и опуская кнопку выключения.
Однако установка такого устройства на дверь автомобиля довольно трудоемка. Кроме того, такое устройство не исключает проникновения взломщика в салон автомобиля. Взломщик с внешней стороны автомобиля, например с помощью линейки, может открыть дверной замок, потянув за двуплечий рычаг.
Известен также замок капота с электромеханическим приводом, который содержит корпус, в котором с возможностью возвратно-поступательного движения расположен ползун. Один конец ползуна соединен с выведенным наружу корпуса основным тросом, который заключен в оболочку и прикреплен к корпусу, а на свободном конце основного троса закреплен шток для установки его в кронштейн с ответной частью для приема штока. Вал электродвигателя связан с ведущей шестерней привода вращения винта, смонтированного в полости ползуна для перемещения последнего при вращении винта. Замок также имеет и страховочный трос, связанный с ползуном и выведенный наружу корпуса для ручного перемещения ползуна для втягивании основного троса (RU, журнал "За рулем", ст. "Двойная защита для всей семьи", 1999, №2).
Однако и данный замок недостаточно надежен из-за наличия жестких механических связей вала электродвигателя с передающей системой, приводящей к выходу двигателя из строя, а также к преждевременному износу зубчатой передачи.
Прототипом заявляемого изобретения является замок для транспортного средства (RU, №2229007, кл. Е05В 65/19, B60R 25/00, 2004 г.), содержащий корпус, в котором с возможностью возвратно-поступательного движения расположен ползун, один конец которого выполнен с узлом закрепления выведенного наружу корпуса основного троса, заключенного в гибкую оболочку, электродвигатель, вал которого через муфту связан с ведущей шестерней привода вращения ходового винта, смонтированного в полости ползуна для перемещения последнего при вращении этого винта. Замок также содержит дополнительный (страховочный) трос, связанный с ползуном и выведенный наружу корпуса для ручного перемещения ползуна и втягивания основного троса, шток, закрепленный на свободном конце основного троса, и кронштейн с ответной частью для приема штока. При этом муфта двигателя выполнена центробежной, гибкая оболочка основного троса заполнена смазкой, а шток выполнен с сальником. Страховочный трос одним концом закреплен в корпусе замка с образованием петли и протягиванием его параллельно ходовому винту в направлении, противоположном основному тросу, при этом петля дополнительного троса не препятствует перемещению ползуна. Гибкая оболочка основного троса, один слой которой выполнен металлическим, соединена с корпусом цанговым механизмом и заполнена смазкой.
Однако устройство данного замка имеет существенные недостатки, заключающиеся в его ненадежности и неудобстве установки и эксплуатации конструкции из-за жесткого крепления гибкой оболочки основного троса к корпусу цанговым механизмом со смазкой. Это препятствует вращению гибкой оболочки основного троса в нужном направлении и, как результат, невозможность размещения устройства в правильном, с точки зрения эксплуатации, положении. Кроме этого, скручивание гибкой оболочки и, как следствие, основного троса приводит к перетиранию и последующему заклиниванию внутри гибкой оболочки основного троса. Смазка основного троса меняет свои свойства при изменении температуры, что также сказывается на надежности устройства, так как при повышении температуры происходит разжижение смазки и ее вытекание, а при отрицательных температурах - ее сгущение и увеличение коэффициента трения. Маслосъемное кольцо, установленное на штоке, расположено таким образом, что препятствует очищению и выходу частиц грязи, забивающихся в процессе работы. В результате существенно снижается надежность узла. Кроме того, проведение контроля только за открыванием капота автомобиля, осуществляемым известным устройством, недостаточно для обеспечения надежности работы замка. Концевой размыкатель капота в прототипе подвержен загрязнениям и попаданию влаги, так как установлен прямо в подкапотном пространстве, в результате чего происходит уменьшение ресурса работы замка и преждевременный выход его из строя. При выходе из строя концевого размыкателя капота крышка капота при закрывании может повредить запорное устройство. Кроме того, для обеспечения безопасности движения транспортного средства крышка капота не должна быть заблокирована, так как необходимо обеспечить оперативное открытие капота в аварийных ситуациях, поэтому нужно контролировать состоянии замка и блокировать работу двигателя при блокировании капота запорным устройством.
Задачей изобретения является разработка конструкции замка с повышенной надежностью и удобством монтажа и эксплуатации.
Техническим результатом изобретения является упрощение монтажа на транспортном средстве и повышение защиты автомобиля от несанкционированного использования за счет обеспечения возможности контроля над блокировкой запорного устройства.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что в замке для транспортного средства, содержащего корпус, в котором с возможностью возвратно-поступательного перемещения расположен ползун с закрепленным на нем основным тросом, заключенным в гибкую оболочку и выведенным наружу корпуса, электродвигатель, вал которого через центробежную муфту связан с предохранительной муфтой привода вращения ходового винта, смонтированного в полости ползуна для перемещения последнего, страховочный трос в гибкой оболочке, расположенный внутри корпуса и огибающий ползун с возможностью его свободного перемещения, при этом один конец страховочного троса выведен наружу корпуса, а другой - закреплен внутри, и запорное устройство, согласно изобретению он дополнительно содержит узел крепления гибкой оболочки основного троса, жестко связанного с ней и подвижно установленного на корпусе с возможностью свободного его вращения в месте установки и устройство контроля блокировки запорного устройства, установленного в корпусе замка, связанного с блоком управления транспортного средства и отслеживающего состояние замка «открыто» или «закрыто». При этом устройство контроля блокировки запорного устройства может быть выполнено или контактным с возможностью его взаимодействия с ползуном, или бесконтактным в виде электронного устройства. Узел крепления гибкой оболочки основного троса целесообразно выполнять в виде соединительной гайки, подвижно установленной в отверстии, выполненным в корпусе замка и предназначенным для вывода основного троса, а также снабженной ограничителем осевого перемещения, выполненным на свободном конце гайки и расположенным внутри корпуса замка. Предохранительная муфта содержит ведущую шестерню, свободно установленную на валу ходового винта и ведомую втулку, жестко установленную на упомянутом валу. Ведущая шестерня выполнена с внутренней цилиндрической полостью, в которой расположена пружина в виде разомкнутого кольца с загнутыми во внутрь концами, а ведомая втулка выполнена с выступом с возможностью его взаимодействия с каждым из загнутых концов пружины, при этом внутренняя цилиндрическая полость снабжена ограничителем скольжения пружины. Пружина должна быть выполнена с жесткостью, обеспечивающей ее сжатие и проскальзывание в полости ведущей шестерни при достижении заданного усилия от взаимодействия выступа с одним из загнутых концов пружины. Страховочный трос целесообразно заключать в пластиковую оболочку.
Введение в конструкцию замка узла крепления гибкой оболочки основного троса, жестко связанного с ней и подвижно установленного на корпусе замка с возможностью его свободного вращения, обеспечивает повышение надежности транспортного средства от несанкционированного взлома за счет того, что оболочка гибкого троса не скручивается, замок легко можно ориентировать на поверхности моторного отсека в полностью собранном виде.
Установка в замке устройства контроля запорного устройства, включающего концевой размыкатель, связанный с блоком управления транспортного средства, обеспечивает надежный контроль за блокировкой запорного устройства. Для повышения безопасности эксплуатации автомобиля капот автомобиля не должен блокироваться, так как при авариях должен быть обеспечен доступ в подкапотное пространство для экстренного отключения электрооборудования и устранения протечек жидкостей. Концевой выключатель не дает возможности запустить двигатель в положении замкового механизма «закрыто», автомобиль не начнет движения при заблокированном капоте. Кроме этого, повышается надежность от несанкционированного использования автомобиля, так как концевой размыкатель сохраняет свое положение до перевода замка в положение «открыто», что позволяет обеспечить блокировку запуска двигателя без использования дополнительных электронных охранных устройств. Это снижает потребление тока и повышает надежность защиты от несанкционированного использования.
Введение в предохранительную муфту ведущую шестерню, свободно установленную на валу ходового винта, и ведомую втулку, жестко установленную на упомянутом валу, позволяет раскручивать ведущую шестерню до момента взаимодействия сцепления и передачи вращения на ходовой винт.
Выполнение ведущей шестерни с внутренней цилиндрической полостью, в которой расположена пружина в виде разомкнутого кольца с загнутыми во внутрь концами, а полость снабжена ограничителем скольжения, обеспечивает уменьшение нагрузки на ходовой винт в момент остановки ползуна.
Выполнение ведомой втулки с выступом с возможностью его взаимодействия с каждым из загнутых концов пружины позволяет обеспечивать работу в разных направлениях вращения - прямом и реверсивном.
Выполнение пружины с жесткостью, обеспечивающей ее сжатие и проскальзывание в полости ведущей шестерни при достижении заданного усилия от взаимодействия выступа с одним из загнутых концов пружины, позволяет регулировать уровень снижения нагрузки на ходовой винт.
Заключение страховочного троса в пластиковую оболочку повышает его прочность и надежность.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен замок транспортного средства; на фиг.2 - узел крепления гибкой оболочки основного троса; на фиг.3 - элементы предохранительной муфты; на фиг.3.1 - ходовой винт с ведущей шестерней и ведомой втулкой; на фиг.3.2 и 3.3 - вид с торца на ведущую шестерню во время работы; на фиг.3.4. - ходовой винт; на фиг.4 - блок-схема бесконтактного устройства контроля запорного устройства.
Замок для транспортного средства содержит корпус 1, в котором с возможностью возвратно-поступательного перемещения расположен ползун 2, на котором закреплен основной трос 3, заключенный в гибкую оболочку 4. Основной трос 3 выведен наружу корпуса 1. В корпусе 1 расположен электродвигатель 5, вал 6 которого через центробежную муфту 7 связан с предохранительной муфтой привода вращения ходового винта 8, смонтированного в полости ползуна 2. Внутри корпуса 1 также закреплен страховочный трос 9, заключенный в гибкую пластиковую оболочку 10. Страховочный трос 9 одним концом закреплен внутри корпуса 1. Трос 9 огибает ползун 2 и не препятствует его свободному перемещению. Свободный конец страховочного троса 9 выведен наружу корпуса 1. В корпусе 1 подвижно установлен с возможностью его свободного вращения в месте установки узел крепления гибкой оболочки 4 основного троса 3. Узел крепления гибкой оболочки выполнен в виде соединительной гайки 11, подвижно установленной в отверстии 12, выполненным в корпусе 1 и предназначенным для вывода основного троса 3. Соединительная гайка 11 снабжена ограничителем 13 осевого перемещения, образованным на свободном конце гайки 11 и расположенным внутри корпуса 1. В корпусе 1 также установлено устройство контроля запорного устройства 14, при этом запорное устройство 14 смонтировано на кузове или на крышке капота транспортного средства. Устройство контроля может быть контактным и бесконтактным. Контактное устройство контроля запорного устройства 14 включает концевой размыкатель 15, связанный с ползуном 2 в положении замка «закрыто» и блоком 16 управления двигателя транспортного средства.
Схема бесконтактного устройства контроля запорного устройства 14 включает в себя микроконтроллер 17, имеющий, как минимум, один вход управления, связанный с электронным ключом 18, выход которого связан с блоком 16 управления двигателя транспортного средства. Другой выход микроконтроллера 17 связан с блоком 19 управления электродвигателя, выход которого связан с электродвигателем 5. Микроконтроллер 17, электронный ключ 18 и блок 19 управления электродвигателя связаны с источником питания транспортного средства.
Предохранительная муфта привода вращения ходового винта 8 содержит ведущую шестерню 20, которая свободно установлена на валу 6 ходового винта 8, и ведомую втулку 21, жестко установленную также на валу 6. Ведущая шестерня 20 выполнена с внутренней цилиндрической полостью 22, в которой расположена пружина 23 в виде разомкнутого кольца с загнутыми вовнутрь концами. Ведомая втулка 21 выполнена с выступом 24 с возможностью его взаимодействия с каждым из загнутых концов пружины 23, при этом внутренняя цилиндрическая полость 22 снабжена ограничителем 25 скольжения пружины 23, выполненной с жесткостью, обеспечивающей ее сжатие и проскальзывание в полости 22 ведущей шестерни 20 при достижении заданного усилия от взаимодействия выступа 24 с одним из загнутых концов пружины 23.
Замок для транспортного средства работает следующим образом.
За исходное положение замка принимаем его "открытое" положение, соответствующее полностью задвинутому влево (фиг.1) ползуну 2. При поступлении напряжения на контакты электродвигателя 5 вал 6 последнего начинает вращаться. При достижении валом 6 определенных оборотов происходит срабатывание центробежной муфты 7 и вращение с электродвигателя 5 передается на ведущую шестерню 20 предохранительной муфты. На валу ходового винта 8 жестко установлена ведомая втулка 21 с выступом 24. Ведущая шестерня 20 начинает вращаться на ведомой втулке 21 ходового винта 8 вместе с пружиной 23. Один конец пружины 23 взаимодействует с выступом 24, вовлекая во вращение ходовой винт 8 и перемещая ползун 2 в крайнее положение внутри корпуса 1 до упора, которое соответствует состоянию замка «закрыто». Ползун 2 движется, толкая вперед основной трос 3. Когда ползун 2 доходит до упора, останавливается движение основного троса 3 и ходового винта 8. Однако ведущая шестерня 20 не останавливается, а продолжает вращение, так как во внутренней цилиндрической полости 22 ведущей шестерни 20 происходит сжатие и проскальзывание пружины 23. Скольжение пружины 23 происходит до ограничителя 25. С начала проскальзывания пружины 23 происходит замедление вращения вала 6 электродвигателя 5, а возрастание крутящего момента на ходовой винт 8 происходит плавно и растягивается во времени, что исключает возникновение резких нагрузок.
При перемещении ползуна 2 осуществляется его взаимодействие с концевым размыкателем 15, контакты которого размыкаются, и происходит блокировка цепи питания блока 16 управления транспортного средства. Двигатель не может быть запущен. Также при перемещении ползун 2 толкает вперед основной трос 3, который приводит в действие запорное устройство 14, запирающее капот транспортного средства. После этого питание с электродвигателя 5 снимается, происходит отключение центробежной муфты 7.
При поступлении на контакты двигателя напряжения противоположной полярности вал 6 электродвигателя 5 начинает вращаться в противоположном направлении, передавая через центробежную муфту 7 вращение на предохранительную муфту, как это было описано ранее. При этом ходовой винт 8 начинает вращаться в противоположном направлении, ползун 2 перемещается назад и тянет за собой основной трос 3 до тех пор, пока не дойдет до первоначального крайнего положения «открыто».
Работа замка для транспортного средства с бесконтактным устройством контроля запорного устройства 14 происходит следующим образом.
За исходное положение замка принимаем его "закрытое" положение. При подаче на вход 1 кодовой комбинации (Фиг.4), например с электронного ключа Touch Memory (TM), и совпадении ее с записанной в памяти микроконтроллера 17 с выхода микроконтроллера 17 на вход электронного ключа 18 подается сигнал «отключить» блокировку блока 16 управления двигателя. Одновременно с этим микроконтроллер 17 передает сигнал на блок 19 управления электродвигателя. При поступлении напряжения на контакты электродвигателя 5 вал 6 последнего начинает вращаться. При достижении вала 6 определенных оборотов происходит срабатывание центробежной муфты 7 и вращение с электродвигателя 5 передается на ведущую шестерню 20 предохранительной муфты. На валу 6 ходового винта 8 жестко установлена ведомая втулка 21 с выступом 24. Ведущая шестерня 20 начинает вращаться на ведомой втулке 21 ходового винта 8 вместе с пружиной 23. Один конец пружины 23 взаимодействует с выступом 24, вовлекая во вращение ходовой винт 8 и перемещая ползун 2 в крайнее положение внутри корпуса 1 до упора, которое соответствует состоянию замка «открыто». После этого напряжение с контактов электродвигателя 5 снимается, и происходит отключение центробежной муфты 7.
Закрытие замка с использованием бесконтактного устройства контроля может быть осуществлено несколькими способами: при касании ключа ТМ, после выключения замка зажигания, после постановки на охрану сигнализации транспортного средства и т.д. Например, рассмотрим работу закрытия замка при выключении замка зажигания. После выключения зажигания и пропадания сигнала на входе 2 микроконтроллера 17 с выхода микроконтроллера 17 на вход электронного ключа 18 подается сигнал включения блокировки блока 16 управления двигателя. Одновременно с этим микроконтроллер 17 передает сигнал на вход блока 19 управления электродвигателя. На контакты двигателя подается напряжение противоположной полярности, вал 6 электродвигателя 5 начинает вращаться в противоположном направлении, передавая через центробежную муфту 7 вращение на предохранительную муфту, замок переходит в положение «закрыто». На входы микроконтроллера 17 могут также подаваться сигналы от других датчиков транспортного средства, таких как концевые размыкатели дверей, охранная сигнализация, концевой размыкатель капота и др.
Выполнение узла крепления гибкой оболочки основного троса 3 в виде соединительной гайки 11, подвижно установленной в отверстии 14 корпуса 1, позволяет тросу 3 свободно вращаться в месте его установки, не перетирая оболочку 4 во время ее перемещения и вращения, что сказывается на надежности работы и долговечности узла. При этом ограничитель 13 осевого перемещения надежно удерживает соединительную гайку 11 и основной трос 3 в заданном положении, не позволяя проскальзывать во внутрь корпуса 1 и выходить за его пределы.
Расположение страховочного троса 9 вокруг ползуна 2 позволяет в случае неисправности электродвигателя 5 потянуть за петлю страховочного троса 9, и, вытянув его из корпуса 1, разблокировать замок. Это происходит из-за скольжения страховочного троса 9 по ползуну 2, что заставляет его перемещаться в обратную сторону.
Испытания замка для транспортного средства доказали его надежность, простоту монтажа и удобство при эксплуатации. В настоящее время, учитывая большую потребность и заинтересованность к данной разработке, замок для транспортного средства находится на стадии подготовки к серийному производству.