УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО РАЗЪЕМА РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ

Полезная модель относится к резьбовым крепежным средствам, а именно к устройствам, препятствующим несанкционированному разъему резьбовых соединений, в частности к устройствам, предотвращающим неразрешенный съем автомобильных колес.
Известны многочисленные устройства, препятствующие несанкционированному разъему резьбовых соединений. В частности, известно противосъемное устройство для крепления колеса автомобиля (патент РФ на изобретение №2049272. МПК F16B 41/00), содержащее болт, в конической головке которого со стороны свободного торца выполнено резьбовое отверстие, ключ, в головке которого выполнено сквозное отверстие с выходом в гнездо с конической поверхностью, сопрягаемой с конической поверхностью головки, а также стопорное средство, имеющее резьбовой стержень, предназначенный для размещения в резьбовом отверстии болта и сквозном отверстии ключа, и упор, предназначенный для контакта с торцом ключа, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности несанкционированного снятия колеса, оно снабжено втулкой с кольцевой проточкой, в которой размещена головка болта, выполненная с кольцевым выступом со стороны стопорного торца, расположенным в контакте, с поверхностью проточки, ключ снабжен съемным приспособлением, имеющим резьбовой стержень с упором, предназначенный для размещения в отверстии ключа, которое выполнено резьбовым диаметром, большим диаметра резьбового отверстия в головке болта.
Указанное выше устройство имеет повышенное количество разъемных элементов, неудобно в обращении, его использование требует достаточно много времени и конструкция не предполагает повышение вариантности секретности (количество вариантов секретности).
Известно также устройство представляющее замок автомобильного колеса (патент РФ на изобретение №2059466, МПК B60B 7/16), который содержит неподвижно закрепленный на автомобильном колесе стакан с отогнутым наружу фланцем и установленный с возможностью охватывания выступающей части опоры колеса, защитную крышку, установленную на стакане с возможностью предотвращения доступа к крепежным элементам колеса, и невыпадающие запорные штифты, установленные в отверстиях защитной крышки с возможностью неподвижного разъемного кодируемого соединения защитной крышки со стаканом и имеющие на одном конце радиальный запорный выступ, а на другом элемент для соединения с вращательным инструментом типа отвертки или гаечного ключа, нониусную риску, при этом на наружной стороне защитной крышки около каждого запорного штифта нанесен порядковый буквенный или цифровой номер, вокруг каждого из запорных штифтов выполнен круговой нониус с пронумерованными рисками, а взаимное расположение нониусной риски и радиального выступа у каждого из запорных штифтов выполнен разновариантно, отличающийся тем, что он снабжен пружинами, установленными с возможностью прижатия радиальных запорных выступов запорных штифтов к стакану, а вокруг каждого из штифтов со стороны радиальных выступов выполнено по несколько углублений с возможностью фиксации запорного штифта в любом из соответствующих рискам кругового нониуса положении.
Данное устройство также имеет повышенное количество разъемных элементов, неудобно в обращении, его применение трудоемко, конструкция не предполагает повышение вариантов секретности.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели является устройство - замок для автомобильных колес (варианты) (патент РФ на полезную модель №106178, МПК B60B 7/16). Данный замок представляет собой болт с головкой или гайку, которые имеют цилиндрическую, а также коническую части и на которых зафиксировано защитное цилиндрическое кольцо с возможностью его вращения. Между кольцом и цилиндрической частью головки или гайки с торцовой стороны образована расположенная параллельно продольной оси болта замкнутая канавка, имеющая расположенные на головке или гайке внешние дугообразные выпуклые от оси болта поверхности разной длины, расположенные с различным шагом между ними, и внутренние вогнутые в сторону оси болта дугообразные поверхности, соединенные с внешними поверхностями таким образом, что в местах соединения поверхностей образованы ребра, а длина каждой вогнутой дугообразной поверхности по ее периметру выбрана постоянной.
Недостатками данного устройства являются:
1. Низкий уровень секретности замка, заключающийся в возможности легкого подбора устройства отмыкания (отворачивания) замка.
2. Невысокое количество вариантов секретности, заключающееся в ограниченном количестве конструкционных вариантов исполнения контактирующих элементов узла замок-ключ (если не считать возможности изменения шага, то конструкция предполагает практически только один вариант секретности, в свою очередь изменение шага в данной конструкции никаким образом не затрудняет применение отмыкающих устройств с двумя контактными элементами).
3. Невысокая надежность использования устройства, заключающаяся в возможности использования конструкционных материалов с несоответствующими прочностными характеристиками (не приведены требования по прочностным характеристикам материалов) и упрощенной конструкторской проработке. Следствием этих недостатков являются поломки устройства, возможность легкого подбора отмыкающих устройств, а также возможность легкого слома или заклинивания защиты. Поломка устройства выражается в деформации краев контактных и других элементов устройства, в результате чего ключ может прокручиваться, а защита заклиниваться, деформироваться, соскакивать или ломаться. В результате упрощенного конструкторского решения также снижается обеспечение достаточной секретности и вариантности секретности. Отсутствие технологических элементов предохраняющих устройство от загрязнения приводит к затруднению обращения с ним и сокращению времени его службы.
Назначением заявляемой полезной модели является препятствие несанкционированного разъема резьбового соединения различных конструкционных элементов, в частности ступицы и диска колеса.
Решаемой задачей заявляемой полезной модели является устранение указанных недостатков и достижение практического, технического результата, а именно:
- повышение уровня секретности и повышение вариантов секретности отмыкания устройства за счет конструкторских решений исполнения контактирующих элементов узла замок-ключ,
- повышение надежности использования устройства за счет использования материалов с соответствующими характеристиками прочности, а также за счет конструкторских решений устройства, его элементов, их комплектации и исполнения.
Кроме того техническим результатом заявляемой полезной модели является расширение арсенала устройств для предотвращения несанкционированного разъема резьбового соединения.
При этом под уровнем секретности понимаем сложность исполнения контактирующих между собой конструкционных элементов замка и ключа, которые образуют между собой контактные пары, через которые передается усилие для осуществления или разъема резьбового соединения. А под повышением вариантов секретности (вариантности секретности) понимаем возможное количество вариантов исполнения формы и размещения, которое позволяет данная конструкция. Под надежностью использования устройства, в данном случае, понимаем возможность его безотказного использования (эксплуатации) при осуществлении функций крепежа и секретности.
Таким образом, достижение указанного технического результата обеспечивает реализацию заявленного выше назначения.
c
c
Достижение указанного технического результата в заявляемой полезной модели достигается за счет использования устройства для предотвращения несанкционированного разъема резьбового соединения. Данное устройство состоит из замка, ключа, защиты замка и/или защитно-декоративных элементов и/или технологических элементов, где замок представляет собой головку болта или гайку определенной геометрической формы и/или с определенной формой поверхности, ключ имеет поверхность, полностью или частично согласованную с поверхностью замка, которая позволяет образовывать с замком неразъемный при вращении относительно центральной оси резьбового соединения составной конструкционный запирающий узел, в котором усилие для осуществления или разъема резьбового соединения передается через контактные пары, образованные из контактирующих по смежной поверхности конструкционных элементов замка и ключа при их соединении в запирающий узел, при этом число контактирующих конструкционных элементов замка N выбрано целочисленным из соотношения 2≤N≤6,5R,
где R - безразмерный параметр численно равный среднему расстоянию в мм от оси вращения резьбового соединения до вершины конструкционного элемента, образующего контактную пару,
c
при соблюдении соотношения 2≤K≤N.
где K - количество образующихся контактных пар при осуществлении или разъеме резьбового соединения,
материалы замка и ключа изготавливают из одного или различных конструкционных материалов с пределом прочности находящимся в интервале 600-1500 МПа и пределом текучести находящимся в интервале 500-1200 МПа.
а количество вариантов секретности определено числом контактирующих конструкционных элементов замка и/или числом вариантов расстояний между этими элементами и/или числом вариантов геометрической формы замка и формы его поверхности, а также геометрической формой и формой поверхности контактных конструкционных элементов замка.
Заявляемая полезная модель - устройство представляет собой составное, частично или полностью разъемное изделие. Изделие состоит из замка, ключа, а также конструкционных элементов выполняющих роль защиты замка и/или защитно-декоративных элементов и/или технологических элементов. Замок и ключ могут быть изготовлены из одного или различных конструкционных материалов с пределом прочности находящимся в интервале 600-1500 МПа и пределом текучести находящимся в интервале 500-1200 МПа. Это могут быть углеродистые и нержавеющие стали, титановые сплавы, сплавы на основе меди и алюминия, композиционные материалы. Из аналогичных материалов может быть изготовлена и защита и технологические элементы замка. Защитно-декоративные элементы, кроме упомянутых выше материалов, могут быть изготовлены также и из полимерных и/или резиновых материалов.
c
c
Замок представляет собой головку болта или гайку определенной геометрической формы и/или с определенной формой поверхности и предназначен для запирания (осуществления) резьбового соединения. Форма замка и форма его поверхности являются кодирующими элементами и определяют уровень секретности и возможное количество вариантов секретности. Последние реализуются за счет специально выполненных на поверхности замка конструкционных элементов, предназначенных для образования контактных пар с конструкционными элементами ключа, через которые передается усилие для осуществления или разъема резьбового соединения. Эти конструкционные элементы называем «контактирующие конструкционные элементы». Форма, размер, число и расположение этих элементов определяют уровень и количество вариантов секретности. Число контактирующих конструкционных элементов замка N выбираем целочисленным из соотношения 2≤N≤6,5R, где R - безразмерный параметр численно равный среднему расстоянию в мм от оси вращения резьбового соединения до вершины конструкционного элемента, образующего контактную пару.
c
Минимальное число контактирующих конструкционных элементов замка N равно 2. В ряде случаев это может быть оправдано конструкционными особенностями соединения. Например, это оправдано в случае малого размера изделия или тесноты расположения конструкционных элементов. В этом случае необходимый уровень и варианты секретности достигаются за счет сложности исполнения контактирующих конструкционных элементов и увеличение вариантов исполнения. Так в нашем случае были испытаны устройства для предотвращения несанкционированного разъема резьбового соединения с двумя контактирующими конструкционными элементами. При этом уровень секретности достигался за счет сложности исполнения контактирующих конструкционных элементов - они представляли собой геометрические фигуры - призмы с основаниями: трапеция, разносторонняя трапеция, полусфера, усеченная полусфера, усеченный эллипс, треугольник, восьмигранник, а также фигуры комбинированные из вышеперечисленных. Всего использовано 14 фигур, что обеспечило 91 вариант секретности. При этом для повышения уровня секретности использовали различные шаблоны или штампы. При использовании 6 штампов достигали высокого уровня секретности и 15 вариантов секретности. Исполнение замка с различными расстояниями между контактирующими конструкционными элементами способно увеличить количество вариантов секретности в несколько раз. Однако этот метод мало эффективен, т.к. незначительно снижает вариантность подбора отмыкающих устройств.
c
Максимальное число контактирующих конструкционных элементов замка N равно 6,5R, где R - безразмерный параметр численно равный среднему расстоянию в мм от оси вращения резьбового соединения до вершины конструкционного элемента, образующего контактную пару. Под вершиной конструкционного элемента в данном случае понимаем точку конструкционного элемента, наиболее удаленную от оси симметрии или центра тяжести фигуры. В нашем случае были изготовлены замки для R равное 12 (резьба M8) и 18 (резьба M12), что соответствует числу контактирующих конструкционных элементов 78 и 117. Указанное количество контактирующих конструкционных элементов было получено методом накатки или штамповки. И в данном случае исполнение замка с различными расстояниями между контактирующими конструкционными элементами способно увеличить количество вариантов секретности во много раз. Однако и в этом случае исполнение замка с различными расстояниями между контактирующими конструкционными элементами мало эффективно, т.к. незначительно снижает вариантность подбора отмыкающих устройств.
Для повышения уровня и вариантности секретности использовали также исполнение контактирующих конструкционных элементов на различных уровнях поверхности принимая за базу, как ось резьбового соединения, так и центр тяжести замка. Такое исполнение замка значительно повышает его уровень секретности и способен довести количество вариантов секретности до нескольких сотен. В нашем случае использовали 3 уровня исполнения с 120 вариантами секретности.
Во всех указанных выше, а также и других с промежуточными характеристиками случаях экспериментального исполнения устройство для предотвращения несанкционированного разъема резьбового соединения работало надежно и безотказно. При использовании штатных ключей безотказно и беспроблемно производили осуществление и разъем резьбового соединения. При этом скашивания, деформации контактных элементов, проворачивания ключа не отмечались.
Кроме того следует заметить, что заявляемая полезная модель отличается по совокупности существенных признаков от приведенных выше аналогов и прототипа и следовательно, расширяет арсенал средств (устройств) назначения «препятствие (предотвращение) несанкционированного разъема резьбового соединения различных конструкционных элементов, в частности ступицы и диска колеса».
c
Ключ предназначен для разъема резьбового соединения. Он имеет поверхность, полностью или частично согласованную с поверхностью замка, что позволяет образовывать с замком неразъемный при вращении относительно центральной оси резьбового соединения составной конструкционный запирающий узел. В этом узле усилие для осуществления или разъема резьбового соединения передается через контактные пары, образованные из контактирующих по смежной поверхности конструкционных элементов замка и ключа при их соединении в запирающий узел. При этом необходимо соблюдение соотношения 2≤K≤N, где K - количество образующихся контактных пар при осуществлении или разъеме резьбового соединения. В общем случае количество контактирующих конструкционных элементов ключа может быть не только равно количеству контактирующих конструкционных элементов замка, что исполняется чаще всего, но может быть и меньшим, что позволяет изготавливать ключи для замков различной секретности, а также дезориентировать злоумышленников.
Защита замка предназначена для предотвращения несанкционированного доступа к замку и его элементам, а также от преднамеренных и непреднамеренных повреждений. Конструктивно защита представляет собой кожух охватывающий замок с различных сторон и может быть изготовлена из материалов аналогичных материалам замка и ключа. Защита может выполняться заодно с замком или отдельно. В последнем случае она крепится между или с помощью технологических, а также конструкционных элементов.
Защитно-декоративные элементы предназначены для защиты устройства и его элементов от загрязнений и незначительных внешних воздействий. Эти элементы могут изготавливаться из различных конструкционных материалов, а также материалов на основе полимеров и резины. Такие элементы могут быть изготовлены в декоративном исполнении, т.е. иметь декоративное покрытие и/или исполнение.
Технологические элементы предназначены для содействия исполнению технологических операций изготовления, сборки, а также обслуживания. В качестве таких элементов могут быть выполнены и/или использованы шайбы, прокладки, зазоры, проточки, буртики и др. В зависимости от назначения эти элементы могут изготавливаться из различных материалов. В частности технологические элементы могут служить для центрирования замка по отверстию скрепляемых деталей, крепления (закрепления) элементов, технологическому разделению элементов устройства, содействию выполнению функций скольжения, герметизации его элементов.
Заявленная полезная модель - устройство для предотвращения несанкционированного разъема резьбового соединения - характеризуется следующей совокупностью существенных признаков:
1. Наличием и совокупностью конструкционных элементов - замка, ключа, защиты замка и/или защитно-декоративных элементов и/или технологических элементов.
c
c
2. Конструкцией замка, который представляет собой головку болта или гайку определенной геометрической формы и/или с определенной формой поверхности, при этом число контактирующих конструкционных элементов замка N выбрано целочисленным из соотношения 2≤N≤6,5R, где R - безразмерный параметр численно равный среднему расстоянию в мм от оси вращения резьбового соединения до вершины конструкционного элемента, образующего контактную пару.
c
3. Конструкцией ключа, который имеет поверхность, полностью или частично согласованную с поверхностью замка при соблюдении соотношения 2≤K≤N, где K - количество образующихся контактных пар при осуществлении или разъеме резьбового соединения.
4. Конструкционной связью между замком и ключом, которая позволяет образовывать с замком неразъемный при вращении относительно центральной оси резьбового соединения составной конструкционный запирающий узел, в котором усилие для осуществления или разъема резьбового соединения передается через контактные пары, образованные из контактирующих по смежной поверхности конструкционных элементов замка и ключа при их соединении в запирающий узел.
5. Материалами, из которых изготавливаются замок и ключ и которые имеют предел прочности, находящийся в интервале 600-1500 МПа и предел текучести, находящийся в интервале 500-1200 МПа, при этом замок и ключ изготавливают из одного или различных конструкционных материалов.
6. Параметрами, характеризующими количество вариантов секретности, которое определено числом контактирующих конструкционных элементов замка и/или числом вариантов расстояний между этими элементами и/или числом вариантов геометрической формы замка и формы его поверхности, а также геометрической формой и формой поверхности контактных конструкционных элементов замка.
Указанная совокупность существенных признаков позволяет достичь заявленного технического результата:
1. Повышение уровня секретности и повышение вариантов секретности отмыкания устройства за счет конструкторских решений исполнения контактирующих элементов узла замок-ключ. Уровень секретности достигается за счет поливариантности и сложности исполнения контактирующих элементов узла замок-ключ, что затрудняет подбор отмыкающих устройств. Высокое количество вариантов секретности, заключающееся в большом количестве конструкционных вариантов исполнения контактирующих элементов узла замок-ключ, что также затрудняет подбор и использование отмыкающих устройств.
2. Повышение надежности использования устройства за счет использования материалов с соответствующими характеристиками прочности, а также за счет конструкторских решений устройства, его элементов, их комплектации и исполнения.
3. Расширение арсенала устройств для предотвращения несанкционированного разъема резьбового соединения.
Общими с прототипом существенными признаками являются:
- родовое понятие, отражающее назначение, а именно - устройство для предотвращения несанкционированного разъема резьбового соединения.
- элементы отличительного признака п.1 - замок, защита замка.
Остальные существенные признаки, указанные выше в перечислении совокупности существенных признаков заявляемой полезной модели в п.п.2-6, а также совокупность элементов п.1, являются отличительными.
Из настоящего уровня техники неизвестно использование устройств с данной совокупностью существенных признаков, приводящих к достижению указанного технического результата. Все указанные выше, а также в независимом пункте формулы (п.1) признаки устройства являются существенными, т.к. только использование всей совокупности этих признаков позволяет достичь заявленного технического результата. Отсутствие в устройстве хотя бы одного из этих признаков приводит к невозможности достижения заявленного технического результата или к недопустимому снижению надежности устройства, а также снижению уровня секретности и вариантности секретности. Следовательно, заявляемое устройство является новым, т.е. соответствует критерию «новизна».
Заявляемая полезная модель является техническим решением, т.к. представляет собой решение задачи достижения заявленного технического результата путем создания устройства, представляющего собой изделие, состоящее из конструкционных элементов, технологически и конструктивно связанных между собой.
Все существенные признаки заявляемого технического решения являются конструкционными элементами, характеризующимися определенным исполнением и материалом, следовательно совокупность существенных признаков представляет собой устройство. Таким образом, заявляемое техническое решение может относиться к объектам, охраняемым в качестве полезной модели.
Заявляемая полезная модель является промышленно применимой, т.к. может быть применена в промышленности, сельском хозяйстве, других сферах экономики, а также в домохозяйствах. Ее применение и использование не вызывает никаких трудностей и может быть осуществлено любым человеком без специального обучения. При изготовлении и обслуживании данного устройства используются предметы и материалы, выпускаемые промышленностью и находящиеся в открытой продаже. Методом осуществления полезной модели являются ручное или автоматическое закручивание (откручивание) замка устройства. Для этого используются различные инструменты и приспособления, например: гаечные ключи, гайковерты, различные переходники и насадки. Все упомянутые инструменты и приспособления, а также конструкционные элементы устройства и само устройство могут быть изготовлены промышленным способом. Так устройство может быть изготовлено из конструкционных материалов, например, стали, методами литья, штамповки, токарной и фрезерной обработки. Применение заявляемой полезной модели полностью реализует указанное выше назначение, т.е. обеспечивается препятствие несанкционированного разъема резьбового соединения различных конструкционных элементов, в частности ступицы и диска колеса.
Имеются и испытаны опытные образцы заявляемого устройства.
Полезные модификации устройства.
Повышение эффективности заявленного технического результата достигается в следующих нижеперечисленных модификациях устройства (номера модификаций устройства соответствуют пунктам формулы, в которых отражены данные модификации).
2. Заявляемое и описанное выше устройство, содержащее замок, выполненный в виде разъемной конструкции, состоящей из отдельных конструкционных элементов.
Замок устройства может быть выполнен в виде сборной конструкции, состоящей из отдельных деталей.
3. Устройство по п.2, выполненное в виде тела вращения.
Выполнение замка в виде тела вращение в ряде случаев упрощает производство и обслуживание устройства.
4. Заявляемое и описанное выше устройство, в котором замок выполнен в виде нескольких соосных и вложенных друг в друга, тел вращения с возможностью каждого тела вращаться по отношению к другим относительно оси резьбового соединения.
Такое исполнение устройства расширяет возможности исполнения вариантов секретности. При этом возможны различные варианты согласования положения и технологических функций вложенных друг в друга тел вращения. В частности это могут быть различные фиксаторы и стопоры взаимных положений этих тел.
5. Заявляемое и описанное выше устройство, содержащее замок, выполненный в виде цельного неразъемного изделия.
Такое исполнение устройства упрощает обращение с ним.
6. Устройство по п.5, выполненное в виде тела вращения.
Такое исполнение устройства может упростить производство и обращение с ним.
7. Устройство по п.6, содержащее между замком и его защитой или частью защиты технологический зазор.
Технологический зазор необходим в случае исполнения устройства с некоторыми элементами защиты, для размещения защитных прокладок и декоративных элементов. Кроме того технологический зазор расширяет возможности конструктивного исполнения ключа.
8. Устройство по п.п.6 или 7, в котором по поверхности замка выполнены контактирующие конструкционные элементы замка в виде фигур различной геометрической формы, расположенные на одном или различных уровнях по отношению к оси симметрии или центру тяжести фигуры.
Такое исполнение обеспечивает высокий уровень секретности и необходимое количество вариантов секретности.
9. Устройство по п.8, в котором замок имеет модифицированную поверхность цилиндра, по боковой поверхности которого выполнены контактирующие конструкционные элементы в виде прямых и/или наклонных призм, соединенных одной и/или несколькими сторонами с телом замка, которые имеет в качестве основания одну или несколько плоскостных фигур, выбранных из ряда: трапеция, разносторонняя трапеция, полусфера, усеченная полусфера, усеченный эллипс, треугольник, многогранник, комбинированная из вышеперечисленных фигура, при этом линейные и угловые расстояния между соседними конструкционными элементами, а также расстояния от оси вращения резьбового соединения до вершины конструкционного элемента для разных конструкционных элементов могут различаться.
10. Устройство по п.8, в котором замок имеет модифицированную поверхность цилиндра, по боковой поверхности которого выполнены контактирующие конструкционные элементы в виде прямых и/или наклонных пирамид и/или усеченных пирамид, соединенных одной и/или несколькими сторонами с телом замка, которые имеют в качестве основания одну или несколько плоскостных фигур, выбранных из ряда: трапеция, разносторонняя трапеция, полусфера, усеченная полусфера, усеченный эллипс, треугольник, многогранник, комбинированная из вышеперечисленных фигура, при этом линейные и угловые расстояния между соседними конструкционными элементами, а также расстояния от оси вращения резьбового соединения до вершины конструкционного элемента для разных конструкционных элементов могут различаться.
11. Устройство по п.п.6 или 7, в котором замок имеет выраженные боковую и, по крайней мере, одну торцевую поверхности, при этом боковая поверхность представляет собой линейчатую поверхность с образующей параллельной оси вращения резьбового соединения или образующей наклоненной к ней под углом, а одна или обе торцевые поверхности представляют собой плоскость или другую, отличную от плоскости форму, при этом линия пересечения боковой и торцевой поверхностей представляет в проекции на плоскость перпендикулярную оси резьбового соединения фигуру, выбранную из ряда: правильный многогранник, неправильный многогранник, контур растения, контур животного, контур изделия, контур произвольной или комбинированной формы.
Фигуры шарообразной формы и близкой к ней не имеют выраженной боковой и торцевых поверхностей, что в ряде случаев сокращает и затрудняет возможности исполнения на поверхности контактирующих конструкционных элементов.
12. Заявляемое и описанное выше устройство, содержащее технологический элемент для центрирования замка по отверстию закрепляемых деталей.
Такое исполнение желательно для центрирования замка по технологическому отверстию и наоборот.
13. Устройство по п.12, в котором технологический элемент для центрирования замка выполнен отдельно от замка.
Такое исполнение расширяет конструктивные возможности исполнения и технологические возможности применения.
14. Устройство по п.12, в котором технологический элемент для центрирования замка выполнен заодно с замком.
Такое исполнение также расширяет конструктивные возможности исполнения и технологические возможности применения.
15. Устройство по п.14, в котором между технологическим элементом для центрирования и замком выполнены кольцевая проточка и/или размещена шайба/шайбы.
16. Устройство по п.13, в котором между технологическим элементом для центрирования и замком выполнен буртик и/или размещена шайба/шайбы.
17. Устройство по п.12, в котором технологический элемент выполнен в виде тела вращения выбранного из ряда: усеченный конус, усеченная сфера, цилиндр, составной цилиндр, а также комбинация из указанных фигур.
Исполнение технологического элемента в виде указанных фигур расширяет технологические возможности использования устройства для различных ступиц колеса.
18. Устройство по п.17, в котором технологический элемент выполнен из материала с пределом прочности равным или меньшим предела прочности материала замка.
Такое исполнение расширяет технологические возможности крепежа и обслуживания устройства.
19. Заявляемое и описанное выше устройство, в котором ключ состоит из двух, выполненных заодно частей, одна из которых имеет поверхность, полностью или частично согласованную с поверхностью замка и служит для передачи усилия на замок через контактные пары, а другая определена для приложения внешней силы, предназначенной для передачи усилия относительно оси вращения резьбового соединения.
Такое исполнение удобно при приложении внешней силы.
20. Устройство по п.19, содержащее на части ключа, предназначенной для приложения внешней силы, приспособление в виде рычажного устройства.
Такое исполнение позволяет использовать ключ без дополнительных приспособлений в виде гаечных ключей.
21. Устройство по п.19, выполненное в виде тела вращения, ось вращения которого совпадает с осью резьбового соединения.
22. Устройство по п.21, содержащее на части ключа, предназначенной для приложения внешней силы, выпуклый или вогнутый или комбинированный профиль, предназначенный для использования гаечных ключей или приспособлений для отвинчивания гаек со стандартными или известными профилями.
Такое исполнение позволяет использовать стандартные устройства для отвинчивания гаек при осуществлении заявленного резьбового соединения.
23. Заявляемое и описанное выше устройство, содержащее защиту замка и/или защитно-декоративные элементы, представляющие собой полое цельное или составное из конструкционных элементов изделие, охватывающее замок с одной торцевой и/или боковой поверхностей.
Такое исполнение предотвращает устройство от загрязнения и несанкционированного доступа, а также может служить декоративным элементом.
24. Устройство по п.23, выполненное из стали и/или алюминиевых сплавов и/или медьсодержащих сплавов и/или полимерных материалов.
25. Устройство по п.23, содержащее защиту замка и/или защитно-декоративные элементы в виде полых геометрических фигур, открытых с одного торца, выбранных из ряда: цилиндр, конус, усеченный конус, полусфера, усеченная полусфера, призма, куб, усеченный эллипсоид, усеченный многогранник.
26. Устройство по п.23, в котором закрепление защитно-декоративного элемента на замке и/или на его защите осуществляется за счет сил трения, возникающих между их поверхностями при осуществлении тугой или с натягом посадки.
27. Заявляемое и описанное выше устройство, содержащее защиту замка в виде тела вращения с внутренней полостью для размещения в ней замка, охватывающую поверхность замка или ее часть и имеющую возможность вращения относительно оси резьбового соединения.
Такое исполнение предотвращает от несанкционированного доступа к замку и его элементам, а также защищает от преднамеренных и непреднамеренных повреждений.
28. Устройство по п.27, в котором защита замка выполнена в виде нескольких вложенных друг в друга, сопряженных по поверхностям, тел вращения соосных друг другу с возможностью каждого тела вращаться отдельно от других относительно оси резьбового соединения.
29. Устройство по п.п.27 или 28, в котором защита замка закреплена относительно перемещения вдоль оси резьбового соединения на замке или на технологическом элементе или с помощью технологического элемента.
30. Устройство по п.п.27 или 28, содержащее в качестве технологического и/или защитно-декоративного элемента между телом замка и телом защиты, а также их элементами герметизирующую и/или защитно-декоративную прокладку.
31. Устройство по любому из п.п.27-29, содержащее в качестве защиты замка цилиндр или усеченный эллипсоид или усеченный конус или усеченную полусферу с внутренней цилиндрической полостью, при этом большее основание усеченного конуса или усеченной полусферы расположено со стороны соединяемых деталей.
32. Устройство по п.31, содержащее в качестве защиты замка усеченный конус, в котором угол между образующей усеченного конуса и осью вращения резьбового соединения выбран в интервале 30-80°.
При угле между образующей усеченного конуса и осью вращения резьбового соединения меньшем 30° возможен захват защиты обычными инструментами, например, газовым ключом. В этом случае при заклинивании защиты и замка возможен несанкционированный разъем резьбового соединения. При угле большем 80° основание усеченного конуса становится очень широким, что затрудняет осуществление резьбового соединения.
s
s
s
33. Устройство по п.31, содержащее в качестве защиты замка усеченную сферу с радиусом R, в которой радиус усеченной сферы выбран в интервале (2-3)r, где r - радиус сферы, описанной вокруг замка.
s
s
s
s
В случае если значение R меньше 2r возможен захват защиты обычными инструментами, например, газовым ключом. В этом случае при заклинивании защиты и замка возможен несанкционированный разъем резьбового соединения. В случае если значение R больше 3r, размер защиты становится большим, что затрудняет осуществление резьбового соединения.
34. Заявляемое и описанное выше устройство, содержащее по поверхности устройства или его части или по поверхности, по крайней мере, одной из его составных частей защитное или защитно-декоративное покрытие, выбранное из группы, включающей металлы, оксиды металлов, металлические сплавы, металлокерамические соединения, керамические соединения, полимерные материалы.
Такие покрытия повышают коррозионную стойкость и/или износостойкость элементов устройства.
35. Устройство по п.34, в котором покрытие выбрано из группы: цинковое покрытие, фосфатное покрытие, хромовое покрытие, никелевое покрытие, оксидное покрытие, полученное методом анодирования, керамическое покрытие из нитридов и/или карбидов титана или алюминия, полученное путем напыления.
Заявляемые модификации полезной модели являются техническими решениями, т.к. представляет собой решение задачи достижения заявленного технического результата путем создания устройства, представляющего собой изделие, состоящее из конструкционных элементов, технологически и конструктивно связанных между собой.
Все признаки заявляемых частных и развивающих технических решений являются конструкционными элементами, характеризующимися определенным исполнением и материалом. Совокупности этих признаков представляют собой устройства. Таким образом, заявляемые частные и развивающие технические решения относятся к объектам, охраняемым в качестве полезной модели.
Заявляемые модификации полезной модели являются промышленно применимыми, т.к. могут быть применены в промышленности, сельском хозяйстве, других сферах экономики, а также в домохозяйствах. Их применение и использование не вызывает никаких трудностей и может быть осуществлено любым человеком без специального обучения. При изготовлении и обслуживании данного устройства используются предметы и материалы, выпускаемые промышленностью и находящиеся в открытой продаже. Кроме того все конструкционные элементы устройства и само устройство могут быть изготовлены промышленным способом. Так устройство может быть изготовлено из конструкционных материалов, например, стали, методами литья, штамповки, токарной и фрезерной обработки. Применение заявляемой полезной модели полностью реализует указанное выше назначение, т.е. обеспечивается препятствие несанкционированного разъема резьбового соединения различных конструкционных элементов, в частности ступицы и диска колеса.
Имеются и испытаны опытные образцы полезных модификаций заявляемого устройства.
Выполнение устройство для предотвращения несанкционированного разъема резьбового соединения проиллюстрировано на фигурах. 1-4: фиг.1 - принципиальная схема устройства;
фиг.2 - вариант выполнения устройства в случае исполнения замка в виде головки болта;
фиг.3 - вариант выполнения устройства в случае исполнения замка в виде гайки;
фиг.4 - вариант выполнения замка в виде гайки при размещении контактирующих конструкционных элементов замка в виде фигур различной геометрической формы, расположенных на различных уровнях по отношению к оси симметрии или центру тяжести фигуры.
Устройство состоит из следующих элементов, представленных на принципиальной схеме (фиг.1): технологический элемент для центрирования замка по отверстию закрепляемых деталей 1, технологические элементы крепления 2 и 4, защита замка 3, герметизирующий технологический элемент 5, замок 6, контактирующие конструкционные элементы замка 7, герметизирующий технологический элемент 8, контактирующие конструкционные элементы ключа 9, ключ 10, защитно-декоративный элемент 11.
Замок 6 центрируется по отверстию закрепляемых деталей с помощью технологического элемента для центрирования 1. Оба между собой соединены технологически или конструктивно. Между ними с помощью технологических элементов крепления 2 и 4 закрепляется технологически или конструктивно защита замка 3, которая охватывает поверхность замка или ее часть и которая имеет возможность вращения относительно оси резьбового соединения 12. Между замком и его защитой с технологическим элементом крепления со стороны закрытого торца замка располагается герметизирующий технологический элемент 5. На замке для осуществления его назначения выполнены контактирующие конструкционные элементы замка 7, которые по своему расположению и форме соответствуют контактирующим конструкционным элементам 9, выполненным соответственно на поверхности ключа 10. Для герметизации зазора между замком и защитой используется герметизирующий технологический элемент 8, для защиты от грязи всего устройства в рабочем положении используется защитно-декоративный элемент 11.
Устройство осуществляется следующим образом.
Для осуществления крепления деталей за счет резьбового соединения, с условием предотвращения его несанкционированного разъема, замок 6 располагается по резьбе (резьба располагается вдоль оси симметрии, на чертеже не показана) в заданном положении путем закручивания с помощью ключа 10. Для этого ключ приводится в контакте замком по согласованной между ним поверхности. При этом осуществляется неразъемный при вращении относительно центральной оси резьбового соединения составной конструкционный запирающий узел, в котором усилие для осуществления или разъема резьбового соединения передается через контактные пары, образованные из контактирующих по смежной поверхности конструкционных элементов замка 7 и ключа 9. В свою очередь усилие для осуществления соединения передается ключу с помощью гайковерта или гаечных ключей. Вокруг поверхности замка располагается защита 3, которая закрепляется по отношению к замку в заданном положении с помощью технологических элементов 2 и 4. Между замком и технологическим элементом 4 располагается герметизирующий технологический элемент 5. Замок центрируется по отверстию закрепляемых деталей с помощью технологического элемента для центрирования 1. После осуществления соединения, замок и ключ размыкаются, зазор между замком и его защитой закрывается герметизирующим технологическим элементом 8, а все устройство закрывается защитно-декоративным элементом 11.
Конкретное осуществление устройства в случае исполнения замка в виде головки болта приведено на фиг.2.
c
Болт 13, технологический элемент для центрирования замка по отверстию закрепляемых деталей 1, технологического элемента крепления - буртик 2, технологический элемент - проточка 14 и замок 6, представляющий головку болта выполнены заодно в виде тела вращения. При этом на проточке размещена защита замка 3, которая охватывает замок с торцевой и боковой поверхностей. На проточке между защитой и замком также размещены технологические элементы крепления и герметизации - шайба 4 и прокладка 5. На поверхности замка для осуществления его назначения выполнены контактирующие конструкционные элементы 7, которые по своему расположению и форме соответствуют контактирующим конструкционным элементам ключа. В период эксплуатации устройства зазор между замком и защитой закрывается герметизирующей вставкой 8. При осуществлении или разъеме резьбового соединения используется ключ 10 выполненный в виде тела вращения, на внутренней поверхности которого размещены контактирующие конструкционные элементы 9, соответствующие аналогичным элементам замка. Для осуществления или разъема резьбового соединения ключ приводится в контакт с замком по согласующейся поверхности. При этом осуществляется неразъемный при вращении относительно центральной оси резьбового соединения составной конструкционный запирающий узел, в котором усилие для осуществления или разъема резьбового соединения передается через контактные пары, образованные из контактирующих по смежной поверхности конструкционных элементов замка и ключа. Усилие для осуществления соединения передается через специальный профиль 15, предназначенный для применения гайковерта или гаечных ключей. В период эксплуатации устройства, после размыкания ключа и замка, оно закрывается защитно-декоративным элементом - колпачком 11. На фигуре обозначено расстояние B соответствующее среднему расстоянию в мм от оси вращения резьбового соединения до вершины конструкционного элемента, образующего контактную пару. Данное расстояние численно равно безразмерному параметру R, который используется для расчета числа контактирующих конструкционных элементов замка N.
c
Другой вариант конкретного осуществления устройства в случае исполнения замка в виде гайки приведено на фиг.3. Все конструкционные элементы устройства выполнены в виде тел вращения. Устройство выполнено в виде конструкции, состоящей из отдельных конструкционных элементов. Технологический элемент для центрирования замка по отверстию закрепляемых деталей 1 имеет проточку 14, на которой закреплена защита замка 3, состоящая из двух соосных и имеющих возможность вращения относительно оси резьбового соединения и друг друга составных элементов 16 и 17, а также герметизирующая прокладка 5. Замок 6 также состоит из двух соосных и имеющих возможность вращения относительно оси резьбового соединения и друг друга элементов 18 и 19, на которых выполнены контактирующие конструкционные элементы 7, которые по своему расположению и форме соответствуют контактирующим конструкционным элементам ключа. В период эксплуатации устройства зазор между замком и защитой закрывается герметизирующей вставкой 8. При осуществлении или разъеме резьбового соединения используется ключ 10, на внутренней поверхности которого размещены контактирующие конструкционные элементы 9, соответствующие аналогичным элементам замка. Для осуществления или разъема резьбового соединения ключ приводится в контакте замком по согласующейся поверхности. При этом осуществляется неразъемный при вращении относительно центральной оси резьбового соединения составной конструкционный запирающий узел, в котором усилие для осуществления или разъема резьбового соединения передается через контактные пары, образованные из контактирующих по смежной поверхности конструкционных элементов замка и ключа. Усилие для осуществления соединения передается через специальный профиль 15, предназначенный для применения гайковерта или гаечных ключей. В период эксплуатации устройства, после размыкания ключа и замка, оно закрывается защитно-декоративным элементом - колпачком 11. На фигуре обозначено расстояние B соответствующее среднему расстоянию в мм от оси вращения резьбового соединения до вершины конструкционного элемента, образующего контактную пару. Данное расстояние численно равно безразмерному параметру R, который используется для расчета числа контактирующих конструкционных элементов замка N.
Вариант осуществления замка в виде гайки при размещении контактирующих конструкционных элементов замка в виде фигур различной геометрической формы, расположенных на различных уровнях по отношению к оси симметрии или центру тяжести фигуры приведен на фиг.4. В данном исполнении контактирующие конструкционные элементы замка 6 выполнены на различных уровнях 20, 21, 22 по отношению к оси симметрии или центру тяжести фигуры 23. На нижнем уровне 21 контактирующие конструкционные элементы замка расположены по боковой поверхности замка, которая представляет собой модифицированную поверхность цилиндра, по которой выполнены контактирующие конструкционные элементы в виде прямых призм, соединенных одной стороной с телом замка и, которые имеют в качестве основания трапецию, усеченную полусферу, треугольник, квадрат. При этом часть этих элементов выполнена в качестве выпуклых фигур по отношению к цилиндрической поверхности 24. А другая часть выполнена, как выборка из тела замка 25. На следующем уровне 21 контактирующие конструкционные элементы условно представлены в виде сторон шестигранника 26. Третий уровень исполнения контактирующих конструкционных элементов замка 22 представляет собой выборку в теле замка со стороны закрытого торца. Контактирующие конструкционные элементы в данном случае представлены сторонами призмы 27, имеющей в основании сложную фигуры, в данном случае, звезду.
Из приведенного выше описания, результатов проведенных экспериментов, примеров осуществления устройства следует, что достижение заявленного технического результата может быть обеспечено и обеспечивается только неразрывно взаимосвязанной совокупностью всех существенных признаков заявленного устройства, отраженных в формуле изобретения.