БЛОКИРАТОР РУЛЕВОГО ВАЛА
STEERING SHAFT LOCK

Изобретение относится к оборудованию транспортных средств, предотвращающему их неразрешенное использование или кражу, и может быть применено как дополнительное противоугонное устройство, воздействующее самостоятельно или совместно с блокирующим ригелем штатного замка зажигания на рулевой вал транспортного средства для предотвращения его поворота.
В современном транспортном средстве рулевой механизм для удобства пользования выполняется с возможностью регулировки по высоте и вылету в сторону водителя. Сам рулевой вал разделен на несколько участков, соединенных шарнирами. Подобные конструкции рулевого вала приведены в заявках на патент США №2015114054 А1 (публ.30.04.2015 г.), №2016031414 А1 (публ.04.02.2016 г.), №2017144627 А1 (публ.25.05.2017 г.). Как следует из приведенных источников, участки рулевого вала не закреплены жестко и имеют возможность незначительного смещения при стороннем воздействии на них.
Штатный замок зажигания транспортного средства снабжен выдвижным ригелем, взаимодействующим с рулевым валом и предотвращающим его поворот при отсутствии в замке соответствующего ключа. Такое взаимодействие может осуществляться ригелем замка с одиночным пазом на рулевом валу, как показано в заявке на патент ФРГ №102014111399 А1 (публ.12.02.2015 г.), или с одним из наружных пазов втулки, закрепленной на рулевом валу тем или иным способом, но преимущественно напрессованной на вал (заявка на патент ФРГ №102017121736 А1 (публ.22.03.2018 г.), заявка на патент ФРГ №102015011134 А1 (публ.02.03.2017 г.). Как правило, штатный замок зажигания расположен в зоне, доступной водителю из салона, и крепится в верхней части рулевой колонки. Таким образом, зона штатной блокировки рулевого вала доступна непосредственно с водительского места из салона транспортного средства, что снижает его устойчивость к взлому и увеличивает возможность угона.
Для повышения устойчивости транспортного средства к несанкционированному доступу разработаны устройства блокировки рулевого вала, дополняющие штатный замок зажигания и учитывающие особенности регулировки рулевого механизма. Так, в патенте ФРГ №202018105558 U1 (публ.22.11.2018 г.) на полезную модель описан замок для рулевого вала транспортного средства, дополняющий штатный замок зажигания и расположенный вне зоны прямого доступа.
Указанный замок содержит втулку, закрепленную на рулевом валу в зоне шарнира, соединяющего два его участка, причем участок с названной втулкой снабжен рулевым колесом на противоположном конце. Втулка установлена в неподвижной муфте, закрепленной на первом торце трубчатого кронштейна, через который проходит гибкий трос, на одном конце которого закреплен стопорный штифт, установленный с возможностью входа в паз втулки для блокировки рулевого вала и выхода из него. Противоположный конец троса связан с механизмом преобразования вращательного движения цилиндрического замка в возвратно-поступательное движение троса. Цилиндрический замок соединен со вторым торцом трубчатого кронштейна, причем и замок и кронштейн посредством установочных деталей жестко соединены с силовыми элементами рулевой колонки транспортного средства, на конце одного из которых сформировано гнездо поворота рулевого вала, приближенное к рулевому колесу.
Описанное устройство обеспечивает согласование позиции стопорного штифта и паза втулки при любом положении регулировки рулевого вала. В то же время, все указанные элементы составляют достаточно громоздкую конструкцию, расположение которой под приборной панелью проблематично.
Известно противоугонное устройство для блокировки рулевого вала транспортного средства, описанное в патенте Российской Федерации на полезную модель №31540 (публ.20.08.2003 г.), включающее замочное устройство, взаимодействующее с блокирующим стержнем, установленным с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси рулевого вала, и 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 возврата в исходное положение под воздействием возвратной пружины и фиксации в нем при воздействии ключом на замочный механизм фиксации в убранном в гильзу положении. Торец замочной вставки соединен с блокирующим стержнем посредством вала, который может быть выполнен гибким, размещенного в трубке, прикрепленной к корпусу транспортного средства. В убранном в гильзу положении замочной вставки блокирующий стержень размещен в отверстии муфты, а в исходном положении расположен вне этого отверстия.
Надежность такого устройства недостаточна, поскольку блокировка рулевого вала, осуществляемая в парковом положении транспортного средства, в котором оно находится основное количество времени, приводит к пребыванию возвратной пружины замочной вставки в сжатом положении со снижением ее упругих свойств. В описанной конструкции гильза замочной вставки имеет увеличенные размеры для размещения возвратной пружины и перемещения замочной вставки, поскольку величина перемещения блокирующего стержня равна величине перемещения замочной вставки из исходного положения в положение замочной вставки убранной в гильзу. Кроме того, отверстие в муфте для блокирующего стержня выполнено сквозным с выходом на рулевой вал, причем отверстие сформировано сложением выемок на двух частях муфты, стягиваемых вместе при установке на рулевой вал. При попытке поворота рулевого вала, находящегося в заблокированном положении, блокирующий стержень встает враспор между частями муфты, ослабляя их стяжку. Несколько резких поворотов рулевого вала могут привести к ослаблению крепления муфты и ее сдвигу вдоль рулевого вала с рабочей позиции.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для предотвращения несанкционированного использования автомобиля бесштыревой блокировкой рулевого вала, описанное в патенте Российской Федерации на полезную модель №186253 (публ. 14.01.2019 г.).
Указанное устройство содержит 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. 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 стальной изогнутой трубы, соединенной 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 патрубка.
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.
Технической проблемой рассмотренной конструкции является недостаточная надежность фиксации рулевого вала, поскольку, как указывалось ранее, в современных транспортных средствах участки рулевого вала не закреплены жестко и имеют возможность незначительного смещения при стороннем воздействии на них, или при воздействии муфты вала, например, на ригель в ее пазу. Таким образом, рулевой вал может сместиться и ригель выйдет из паза муфты или расположится под углом, что обеспечит его выход из паза муфты при относительно незначительном усилии на рулевом колесе. Этому способствует выполнение пазов муфты с выходом в две или три стороны. Кроме того, отсутствие согласования в работе блокирующего устройства рулевого вала штатного замка зажигания транспортного средства и дополнительного блокирующего устройства снижает эффективность блокировки.
Указанная техническая проблема в блокираторе рулевого вала, содержащем муфту по меньшей мере с одним пазом, закрепленную на рулевом валу транспортного средства, и средство блокирования вращения рулевого вала, размещенное в корпусе, включающее в себя ключевой цилиндр, взаимодействующий с гибкой тягой, соединенной другим концом с блокирующим стержнем с возможностью перемещения стержня в паз муфты, решается тем, что расположение паза муфты напротив блокирующего стержня выполнено соответствующим положению штатной блокировки рулевого вала ригелем замка зажигания, при этом паз муфты сформирован в виде глухого открытого в одну сторону отверстия глубиной больше максимального габарита поперечного сечения блокирующего стержня.
Рулевой вал составлен преимущественно из нескольких участков, соединенных шарнирами, при этом муфта блокиратора может быть расположена на одном участке рулевого вала со средствами штатной блокировки рулевого вала ригелем замка зажигания, или муфта блокиратора и средства штатной блокировки рулевого вала ригелем замка зажигания могут быть расположены на различных участках рулевого вала.
Количество пазов муфты предпочтительно равно количеству и угловому расположению на рулевом валу пазов втулки рулевого вала, сформированных с возможностью взаимодействия с ригелем штатного замка зажигания.
Муфта образована, как правило, из двух половин, соединенных между собой винтами, с защитой от вывинчивания.
Корпус средства блокирования вращения рулевого вала выполнен преимущественно состоящим из трубчатой части, в которой расположена гибкая тяга с блокирующим стержнем, и цилиндрической части с ключевым цилиндром. При этом блокирующий стержень предпочтительно снабжен средствами фиксации в трубчатой части корпуса средства блокирования при расположении стержня в пазу муфты.
Корпус средства блокирования вращения рулевого вала, как правило, снабжен по меньшей мере одним кронштейном для соединения со штатными крепежными элементами кузова и/или агрегатов транспортного средства.
Гибкая тяга может быть выполнена в виде боуден-троса.
Блокирующий стержень выполнен предпочтительно цилиндрическим.
Край блокирующего стержня, примыкающий к его торцу, обращенному к пазу муфты, преимущественно снабжен канавкой. Канавка каждого блокирующего стержня выполнена, как правило, кольцевой. Внутренняя поверхность паза муфты около выхода наружу также может быть снабжена канавкой.
Геометрическая ось паза муфты может быть выполнена скрещивающейся с геометрической осью участка рулевого вала, на котором расположена муфта.
Ключевой цилиндр выполнен взаимодействующим с гибкой тягой, как правило, посредством механизма преобразования вращательного движения ключевого цилиндра в возвратно-поступательное движение гибкой тяги. При этом механизм преобразования может быть выполнен кривошипно-шатунным, где кривошип связан с ключевым цилиндром, а шатун - с гибкой тягой. Шатун может быть образован участком гибкой тяги, конец которого шарнирно установлен на кривошипе, выполненном в виде выступа на поворотной детали, приводимой в движение ключевым цилиндром.
Также механизм преобразования может быть выполнен байонетным.
Кроме того, ключевой цилиндр может быть выполнен взаимодействующим с гибкой тягой посредством управляемого электропривода.
Техническим результатом является создание конструкции блокиратора рулевого вала, согласованного по расположению с положением на рулевом валу пазов втулки рулевого вала как одного из элементов штатной блокировки рулевого вала ригелем замка зажигания транспортного средства, что суммирует эффективность блокировки рулевого вала, при этом надежность работы такого блокиратора повышена за счет выполнения средств предотвращения выхода блокирующего стержня из паза муфты, закрепленной на рулевом валу.
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 на транспортных средствах поэтому оно соответствует условию "промышленная применимость".
Заявляемое изобретение представлено на следующих рисунках.
На фиг. 1 изображено расположение блокиратора рулевого вала с кривошипно-шатунным механизмом преобразования поворота ключевого цилиндра в возвратно-поступательное движение гибкой тяги относительно рулевого вала.
На фиг. 2 приведен байонетный механизм блокиратора рулевого вала, преобразующий поворот ключевого цилиндра в возвратно-поступательное движение гибкой тяги.
На фиг. 3 представлен блокиратор рулевого вала с байонетным механизмом преобразования поворота ключевого цилиндра в возвратно-поступательное движение гибкой тяги.
На фиг. 4 показан разрез А-А конечного участка корпуса средств блокирования с блокирующим стержнем и средствами его фиксации в трубчатой части корпуса средств блокирования.
На фиг. 5 изображена муфта, установленная на рулевой вал, с пересечением геометрических осей пазов и вала.
На фиг. 6 приведена муфта, установленная на рулевой вал, со скрещиванием геометрических осей пазов и вала.
На фиг. 7 показана муфта, установленная на рулевой вал, паз которой снабжен канавкой, взаимодействующей с канавкой блокирующего стержня.
На фиг. 8 представлена муфта, установленная на рулевой вал, паз которой взаимодействует своим краем с канавкой блокирующего стержня.
На фиг. 9 изображена муфта, установленная на рулевой вал, глубина паза которой больше диаметра блокирующего стержня.
На фиг. 10 показана сборка блокиратора рулевого вала, установленного на рулевой вал и закрепленного на панели приборов.
Блокиратор рулевого вала 1 (фиг. 1) содержит муфту 2 по меньшей мере с одним пазом 3, закрепленную на рулевом валу 1 транспортного средства, и средство блокирования вращения рулевого вала 1, размещенное в корпусе 4. Муфта 2 образована предпочтительно из двух половин, соединенных между собой винтами 5, с защитой от вывинчивания. Средство блокирования вращения рулевого вала 1 включает в себя ключевой цилиндр 6, взаимодействующий с гибкой тягой 7, например, боуден-тросом, соединенной другим концом с блокирующим стержнем 8, как правило, цилиндрическим, с возможностью перемещения стержня 8 в паз 3 муфты 2. Расположение паза 3 муфты 2 напротив блокирующего стержня 8 выполнено соответствующим положению штатной блокировки рулевого вала 1 ригелем 9 замка зажигания 10, при этом паз 3 муфты 2 сформирован в виде глухого открытого в одну сторону отверстия глубиной Н больше максимального габарита поперечного сечения d блокирующего стержня 8 (фиг. 9). Край блокирующего стержня 8, примыкающий к его торцу, обращенному к пазу 3 муфты 2, может быть снабжен канавкой 11, предпочтительно кольцевой (фиг. 7, фиг. 8). В то же время, внутренняя поверхность паза 3 муфты 2 около его выхода наружу также может быть снабжена канавкой 12 (фиг. 7), формирующей острую кромку, взаимодействующую с канавкой 11 блокирующего стержня 8.
Рулевой вал 1 составлен, как правило, из нескольких участков, соединенных шарнирами 13 (фиг. 1, фиг. 10), при этом муфта 2 блокиратора может быть расположена на одном участке рулевого вала 1 со средствами штатной блокировки рулевого вала 1 ригелем 9 замка 10 зажигания или муфта 2 блокиратора и средства штатной блокировки рулевого вала ригелем 9 замка 10 зажигания могут располагаться на различных участках рулевого вала 1. Количество пазов 3 муфты 2 предпочтительно равно количеству и угловому расположению на рулевом валу 1 пазов 14 втулки 15 рулевого вала 1, сформированных с возможностью взаимодействия с ригелем 9 штатного замка 10 зажигания. Геометрическая ось паза 3 муфты 2, как правило, пересекается с геометрической осью участка рулевого вала 1, на котором муфта 2 установлена (фиг. 5), но возможен вариант исполнения в муфте 2 паза 3 со сдвигом, когда геометрическая ось паза 3 муфты 2 выполнена скрещивающейся с геометрической осью участка рулевого вала 1, на котором расположена муфта 2 (фиг. 6).
Корпус 4 средства блокирования вращения рулевого вала 1 состоит преимущественно из трубчатой части 16, в которой расположена гибкая тяга 7 с блокирующим стержнем 8, и цилиндрической части 17 с ключевым цилиндром 6. При этом блокирующий стержень 8 предпочтительно обеспечен средствами 18 фиксации в трубчатой части 16 корпуса 4 средства блокирования при расположении стержня 8 в пазу 3 муфты 2 (фиг. 4). Корпус 4 средства блокирования вращения рулевого вала 1, как правило, снабжен по меньшей мере одним кронштейном 19 для соединения со штатными крепежными элементами 20 кузова и/или агрегатов транспортного средства (фиг. 10).
Ключевой цилиндр 6 выполнен взаимодействующим с гибкой тягой 7 посредством механизма преобразования вращательного движения ключевого цилиндра 6 в возвратно-поступательное движение гибкой тяги 7. В частности, механизм преобразования может быть выполнен кривошипно-шатунным (фиг. 1), где кривошип 21 связан с ключевым цилиндром 6, а шатун 22 - с гибкой тягой 7. При этом шатун 22 может быть образован участком гибкой тяги 7, конец которого шарнирно установлен на кривошипе 21, выполненном в виде выступа на поворотной детали 23, приводимой в движение ключевым цилиндром 6. В другом случае механизм преобразования выполнен байонетным (фиг. 2, фиг. 3), при этом ключевой цилиндр 6 взаимодействует с ползуном 24, связанным с гибкой тягой 7, через взаимодействие выступа 25 на одном элементе механизма и спиральной канавки 26 на другом элементе.
Кроме того, ключевой цилиндр 6 может быть выполнен взаимодействующим с гибкой тягой 7 посредством управляемого электропривода. Возможно также дистанционное управление электроприводом через блок управления.
Блокиратор рулевого вала 1 работает следующим образом.
Средство блокирования вращения рулевого вала 1 закрепляют посредством связанного с его корпусом 4 кронштейна 19 или нескольких кронштейнов 19 со штатными крепежными элементами 20 кузова и/или агрегатов транспортного средства таким образом, чтобы до участка рулевого вала 1 сохранялось определенное расстояние от торца трубчатой части 16 корпуса 4 с блокирующим стержнем 8 для размещения муфты 2 блокиратора. Средства штатной блокировки рулевого вала 1 ригелем 9 замка 10 зажигания переводят в рабочее положение, фиксируя рулевой вал 1 от поворота. В этом положении рулевого вала 1 на него устанавливают муфту 2 блокиратора и закрепляют ее на рулевом валу 1 транспортного средства винтами 5 с использованием средств защиты от вывинчивания, при этом паз 3 муфты 2 располагают напротив торца трубчатой части 16 корпуса 4 с блокирующим стержнем 8. Таким образом, при задействованной штатной блокировке рулевого вала 1 ригелем 9 замка 10 зажигания обеспечивается беспрепятственная дополнительная блокировка блокиратором рулевого вала 1, что усиливает защищенность транспортного средства от несанкционированного использования.
Блокиратор рулевого вала 1 приводится в действие поворотом ключевого цилиндра 6, при этом блокирующий стержень 8 входит в паз 3 муфты 2, предотвращая поворот рулевого вала 1. Выполнение паза 3 муфты 2 глубиной Н больше максимального габарита поперечного сечения d блокирующего стержня 8 позволяет предотвратить выход стержня 8 из паза как при его выворачивании в результате резкого поворота рулевого вала 1, так и при незначительных боковых смещениях участка рулевого вала 1, на котором закреплена муфта 2 блокиратора. Дополнительное противодействие выходу блокирующего стержня 8 из паза 3 муфты 2 оказывает канавка 11 на краю блокирующего стержня 8, примыкающем к его торцу, обращенному к пазу 3 муфты 2, зацепляясь за край паза. Указанное противодействие усиливается при взаимодействии канавки 11 на краю блокирующего стержня 8 с кромкой дополнительно сформированной канавки 12 на внутренней поверхности паза 3 муфты 2 около его выхода наружу.
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.