Устройство запирания автобокса

Настоящая полезная модель преимущественно относится к системам замковых креплений багажника для транспортного средства, в частности, багажника, устанавливаемого на автомобиле, который снабжен замком, содержащим, по меньшей мере, два отдельных запорных узла, и который позволяет запирать запорные узлы замка независимо от других.
Багажники для транспортного средства и, в частности, багажники на крышу автомобилей широко используются для увеличения грузоподъемности транспортных средств. Багажники на крышу автомобилей особенно практичны, так как они занимают пространство, которое при иных обстоятельствах не используется транспортными средствами.
Багажники на крышу обычно состоят из основания и запираемой крышки, и очень часто характеризуются продольной формой, что обеспечивает достаточно большую вместимость с относительно низким аэродинамическим сопротивлением. Из-за удлиненной формы багажников на крышу к их замкам предъявляются особые требования. Для эффективного удержания крышки на основании безопасным способом желательно запирать крышку с помощью нескольких запорных узлов. Кроме того, багажники на крышу обычно выполняются из легких материалов, таких как композиционный материал, армированный волокном. Хотя такие материалы характеризуются высокой прочностью и жесткостью, они поддаются незначительному изгибанию, особенно при использовании заготовок большого размера.
С точки зрения безопасности крайне важно, чтобы багажник на крышу был заперт надлежащим образом до того, как автомобиль тронется с места. Плохо запертый багажник на крышу подвергается риску случайного открытия во время движения транспортного средства. Также высока вероятность того, что плохо закрытый багажник на крышу может случайно открыться в случае аварии.
Одна замковая система с тремя запорными узлами раскрыта в заявке на выдачу европейского патента EP2322382 (МПК B60R9 / 055 ; E05B17 / 00 ; E05B63 / 20 ; E05C9 / 02, 2011 г.). Запорные узлы соединены друг с другом посредством ползунов, управляющих функционированием отдельных запорных узлов, а также обеспечивающих возможность их одновременного открытия и закрытия.
Подобным же образом в заявке US2012118926 (МПК B60R 9/00, 2012 г.) описано аналогичное решение с поворотной штангой, обычно называемой штангой-толкателем, которая обеспечивает поворотное соединение трех защелок в сборе.
Однако вышеупомянутые решения имеют определенные недостатки. Может казаться, что эти решения обеспечивают надежное запирание, тогда как в них могут использоваться болты-фиксаторы или запирающие штифты, которые не полностью входят в зацепление с соответствующими сопрягаемыми деталями, в результате чего получается замок, который может плохо запираться. Кроме того, пользователь не обладает полной информацией относительно того, надежно ли заперт замок или нет.
Хороший замок должен не только легко запираться надлежащим образом, но и легко открываться. Должна быть также предусмотрена надежная и понятная индикация надлежащего закрытия замка.
Известен багажник, содержащий основание и крышку, при этом указанный багажник содержит замок, установленный на указанном основании и/или указанной крышке и предназначенный для закрепления указанной крышки на указанном основании; при этом указанный замок содержит по меньшей мере первый и второй подвижные запирающие элементы, расположенные на определенном расстоянии друг от друга и выполненные с возможностью перемещения между запертым положением и незапертым положением; при этом указанные первый и второй запирающие элементы выполнены с возможностью вхождения в зацепление соответственно с первым и вторым фиксаторами, расположенными на противолежащем основании или крышке, во время установки в указанное запертое положение; при этом указанный замок дополнительно содержит приводной элемент удлиненной формы, взаимодействующий с указанными первым и вторым запирающими элементами, и приводной механизм, выполненный с возможностью перевода указанного приводного элемента удлиненной формы из запертого положения в первое положение и, как следствие, перевода указанных первого и второго запирающих элементов из указанного запертого положения в указанное незапертое положение; при этом приводной элемент удлиненной формы выполнен с возможностью линейного перемещения в положение рабочего взаимодействия с указанными первым и вторым запирающими элементами; отличающийся тем, что указанный первый запирающий элемент и указанный второй запирающий элемент подвижно соединены с указанным приводным элементом удлиненной формы таким образом, что они могут переводиться из указанного незапертого положения в указанное запертое положение последовательно один за другим (аналог - патент RU2673579, МПК  B60R 9/055 (2006.01), E05B 65/52 (2006.01), 2018 г.).
Недостатком является то, что первый запирающий элемент и второй запирающий элемент соединены с приводным элементом удлиненной формы таким образом, чтобы они могли переводиться из незапертого положения в запертое положение последовательно один за другим так и одновременно.
Крышку пользователь может придавить одной рукой, но вынужден устанавливать отдельные запирающие элементы в полузапертое положение с их переводом в полностью запертое положение после того, как последний из запирающих элементов войдет в зацепление с соответствующим фиксатором.
В результате, пользователь должен сначала по очереди подходить к каждому фиксатору замка на багажнике и устанавливать их в полузапертое положение, защелкивая их строго последовательно один за другим. Зафиксировать их все сразу пользователь теоретически может, но только с помощью помощника, то есть возможно закрыть все замки багажника сразу можно одновременным надавливанием на боковые стороны по меньшей мере двух человек, причем с большим усилием.
Закрытие замка багажника в строгой очередности одного фиксатора за другим чревато тем, что пользователь может ошибиться и безуспешно пытаться закрыть замок, ошибочно полагая, что уже перевел все фиксаторы в полузапертое положение.
Таким образом, внешне декларированное легкое запирание замка багажника в аналоге, когда заявлено, что нет необходимости в одновременном запирании каждого запорного узла, фактически требует от пользователя сначала четко устанавливать отдельные запирающие элементы в полузапертое положение и запирать их все сразу замком после того, как последний из запирающих элементов войдет в зацепление с соответствующим фиксатором.
Это не позволяет пользователю осуществлять фиксацию запирающих элементов в запертое положение в любом порядке и любой очередности.
Кроме того, такой способ закрытия слишком сложен и длителен, требует от пользователя внимательности.
Известна замковая система багажника, содержащая крепления к основанию багажника и крепления к крышке, а также замки для закрепления крышки к основанию.  Каждый замок содержит цилиндр замка, приводимый в действие ключом, причем каждый цилиндр замка расположен с разных сторон багажника.  Каждый замок содержит несколько подвижных запирающих элементов, расположенных с разных сторон багажника на определенном расстоянии друг от друга и выполненных с возможностью перемещения между запертым положением и незапертым положением.  По одному из подвижных запирающих элементов расположено у каждого цилиндра замка.  Указанные запирающие элементы выполнены с возможностью вхождения в зацепление соответственно с фиксаторами, расположенными на основании или крышке, во время установки в указанное запертое положение.  Указанный замок дополнительно содержит на каждый цилиндр замка:
- по одному приводному элементу удлиненной формы, каждый из которых взаимодействует с запирающими элементами, расположенными со своей стороны багажника,
- приводной механизм, выполненный с возможностью перевода указанного приводного элемента удлиненной формы из запертого положения в незапертое положение и, как следствие, перевода запирающих элементов из указанного запертого положения в указанное незапертое положение.
Каждый приводной элемент удлиненной формы выполнен с возможностью линейного перемещения в положение рабочего взаимодействия с указанными запирающими элементами.  Каждый запирающий элемент снабжен двумя выступами, а приводной элемент удлиненной формы снабжен вытянутыми отверстиями, расположенными попарно напротив каждого из запирающих элементов. В каждое из вытянутых отверстий помещены указанные выступы запирающего элемента.
В приводном элементе удлиненной формы выполнено по два дополнительных вытянутых отверстия у каждого из запирающих элементов, расположенных между основными вытянутыми отверстиями, причем одно из каждой пары дополнительных вытянутых отверстий выполнено плавно загнутым. Каждый запирающий элемент выполнен состоящим из установленных на осях вращения ригеля и защелки. Защелка имеет крюк, выполненный с возможностью взаимодействия с одним из выступов на ответвлении ригеля путем образования с ним замковой сцепки. Каждый фиксатор на конце содержит кольцо, выполненное такого размера, что в него заходят одновременно с двух сторон крюк защелки и выступ ответвления ригеля (см. патент РФ №2751380, МПК B60R 9/055 (2006.01), E05B 65/52 (2006.01), 2021 г.). Данное решение принято за прототип.
Недостатком решения является сложность конструкции.
Техническая проблема, решаемая полезной моделью, состоит в упрощении конструкции.
Указанная техническая проблема решается за счет того, что в известном устройстве запирания автобокса, содержащем замок для закрепления крышки к основанию, снабженный цилиндром замка, приводимым в действие ключом, приводной элемент удлиненной формы и запирающие элементы,  выполненные с возможностью перемещения между запертым положением и незапертым положением; при этом указанные запирающие элементы выполнены с возможностью вхождения в зацепление во время установки в указанное запертое положение с кольцами фиксаторов, расположенных на противолежащей от замка стороне бокса, в соответствии с полезной моделью устройство запирания снабжено удлиненным разъемным  корпусом, состоящим из двух частей с  выполненным в каждой из них фигурным пазом для размещения в нем приводного элемента удлиненной формы, снабженного запирающими элементами в виде зацепов и объемным элементом с двумя вертикальными стенками; в наружной части удлиненного корпуса установлен цилиндр замка, имеющий на своем свободном конце флажок с осью, расположенный в зоне объемного элемента, ограниченной упомянутыми вертикальными стенками  с возможностью контакта оси флажка с последними.
Единый подвижный приводной элемент удлиненной формы выполнен из стали.
Единый подвижный приводной элемент удлиненной формы выполнен из композитного материала.
Технический результат от использования всех существенных признаков полезной модели заключается в обеспечении надежного закрытия бокса одновременно во всех точках расположения запирающих элементов, взаимодействующих с соответствующими фиксаторами. При этом конструкция устройства значительно упрощена.
Выполнение устройства запирания автобокса, снабженного удлиненным разъемным  корпусом, состоящим из двух частей с  выполненным в каждой из них фигурным пазом для размещения в нем приводного элемента удлиненной формы, снабженного запирающими элементами в виде зацепов и объемным элементом с двумя вертикальными стенками; в наружной части удлиненного корпуса установлен цилиндр замка, имеющий на своем свободном конце флажок с осью, расположенный в зоне объемного элемента, ограниченной упомянутыми вертикальными стенками  с возможностью контакта оси флажка с последними, позволяет осуществить надежное закрытие бокса одновременно во всех точках расположения запирающих элементов, взаимодействующих с соответствующими фиксаторами.
Наличие удлиненного разъемного корпуса, состоящего из двух частей с  выполненным в каждой из них фигурным пазом для размещения в нем приводного элемента удлиненной формы, снабженного запирающими элементами в виде зацепов и объемным элементом с двумя вертикальными стенками позволяет надежно удерживать приводной элемент удлиненной формы, обеспечивая сохранение его формы и положения в удлиненном разъемном корпусе без изгибов, что  позволяет осуществить надежное закрытие бокса одновременно во всех точках расположения запирающих элементов, взаимодействующих с соответствующими фиксаторами.
Выполнение замковой части устройства с установленным в наружной части удлиненного разъемного корпуса цилиндр замка, имеющего на своем свободном конце флажок с осью, расположенный в зоне объемного элемента, ограниченной упомянутыми вертикальными стенками  с возможностью контакта оси флажка с последними, позволяет осуществить надежное закрытие бокса одновременно во всех точках расположения запирающих элементов, взаимодействующих с соответствующими фиксаторами, поскольку все запирающие элементы в виде зацепов, выполненных на приводном элементе удлиненной формы одновременно перемещаются на одинаковое расстояние и входят в кольца соответствующих фиксаторов.
Краткое описание чертежей.
Фиг.1 - сечение автобокса с установленным в нем устройством;
Фиг.2 - устройство запирания в сборе;
Фиг.3 - устройство запирания в разобранном виде;
Фиг.4 – единый подвижный приводной элемент удлиненной формы с фиксаторами и цилиндром замка;
Фиг.5 - сечение А-А фиг. 2;
Фиг.6 – вид на единый подвижный приводной элемент удлиненной формы с фиксаторами и цилиндром замка в закрытом состоянии устройства;
Фиг.7 - вид на единый подвижный приводной элемент удлиненной формы с фиксаторами и цилиндром замка в открытом состоянии устройства.
Поясняющие фотографии:
Фото 1 - устройство запирания со снятой наружной частью;
Фото 2 - устройства запирания со снятой наружной частью.
Автобокс 1 (фиг.1) состоит из верхней части 2 – крышки бокса, нижней части 3 – основания бокса. В автобокс 1 устанавливают устройство 4 запирания автобокса, которое обеспечивает фиксацию крышки бокса 2 и основания бокса 3 между собой. Крышка 2 и основание 3 автобокса на стороне, противоположной от размещения устройства 4 запирания автобокса, снабжены шарнирами, обеспечивающими поворот и открытие крышки 2 относительно основания 3.
Устройство 4 запирания автобокса содержит удлиненный разъемный корпус 5, состоящий из двух частей – наружной 5-1 и внутренней 5-2 (см. фиг.2).  Наружная часть 5-1 снабжена точками крепления к верхней 2 или нижней 3 части  автобокса 1. В каждой части 5-1, 5-2 удлиненного разъемного корпуса 5 выполнен фигурный паз 6 для размещения в нем приводного элемента 7 удлиненной формы (см. фиг. 3). Приводной элемент 7 удлиненной формы может быть выполнен из стали или из композитного материала, обладающего высокой прочностью.
В удлиненном разъемном корпусе 5, установлен замок для закрепления крышки к основанию, снабженный цилиндром 8 замка, приводимым в действие ключом. Цилиндр 8 замка имеет на своем свободном конце флажок 9 с осью 10 и установлен в отверстии 11, выполненном в наружной части 5-1 удлиненного разъемного корпуса 5 (см. фиг. 5).
Приводной элемент 7 удлиненной формы снабжен запирающими элементами 12-1, 12-2, 12-3, выполненными зацело с ним в виде  Г-образных зацепов с закруглённой заходной частью и объемным элементом 13. Объемный элемент 13 жестко присоединен к рамке 14 приводного элемента 7 удлиненной формы  и имеет две вертикальные стенки 15-1, 15-2, ограничивающие зону 16 объемного элемента 13 (см. фиг. 5, 6).  Запирающие элементы 12-1, 12-2, 12-3 выполнены с возможностью перемещения между закрытым положением и открытым положением вместе с приводным элементом 7 удлиненной формы.
К противолежащей от замка стороне автобокса 1, например, крышке 2 крепятся фиксаторы 17-1, 17-2, 17-3 устройства 4 запирания автобокса. Каждый фиксатор 17-1, 17-2, 17-3 выполнен с кольцом 18, расположенным на свободном конце каждого из фиксаторов. Во время установки устройства 4 запирания автобокса в запертое положение запирающие элементы 12-1, 12-2, 12-3 входят в зацепление с кольцами 18 фиксаторов 17-1, 17-2, 17-3 (см. фиг. 4, 6).
Флажок 9 с осью 10 цилиндра 8 замка расположен в зоне 16 объемного элемента 13 между вертикальными стенками 15-1, 15-2 с возможностью контакта оси 10 флажка 9 с ними при повороте цилиндра 8 замка (см. фиг.4, 5).
На чертежах показаны примеры размещения фиксаторов только на крышке автобокса, но это не препятствует размещению их также и на основании.
Также на чертежах показаны пример запирающего элемента только на основании автобокса, но это не препятствует размещению его также и на крышке.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Устройство закрепляется в автобоксе, например, удлиненный разъемный корпус 5 крепится к основанию 3 бокса, а фиксаторы 17-1, 17-2, 17-3 закрепляют на крышке 2 бокса. При установке устройства цилиндр 8 замка проходит через отверстие 19, выполненное в основании 3 бокса и его часть, принимающая ключ, остается с внешней стороны основания бокса (см. фиг. 5).
При повороте ключа в направлении А или В, цилиндр 8 вместе с флажком 9 с осью 10 вращается по часовой или против часовой стрелки (см. фиг.5, 6, 7). В исходном положении при открытой крышке 2 бокса устройство запирания находится в открытом положении (см. фиг.7), когда запирающие элементы 12-1, 12-2, 12-3 выдвинуты из колец 18 фиксаторов 17-1, 17-2, 17-3. В этом положении ось 10 флажка 9 цилиндра 8 замка контактирует с вертикальной стенкой 15-1 открытой зоны 16 объемного элемента 13.
После нажатия на крышку 2 бокса и ее опускании до смыкания с основанием 3 поворачивают ключ в направлении В (см. фиг.5, 6), цилиндр 8 вместе с флажком 9 с осью 10 вращается по часовой стрелке. При этом ось 10 флажка 9, достигая верхнего положения, касается вертикальной стенки 15-2 зоны 16 объемного элемента 13. При дальнейшем повороте ключа с небольшим усилием, сопоставимым с усилием, заложенным в конструкцию замка и необходимым для поворота цилиндра замка, ось 10 давит на вертикальную стенку 15-2.
Размер заходной части запирающих элементов 12-1, 12-2, 12-3, попадающей в фиксатор 18 сопоставим с шириной зоны 16.  За счет давления оси 10 флажка 9 цилиндра на стенку 15-2 приводной элемент 7 удлиненной формы вместе с объемным элементом 13 и запирающими элементами 12-1, 12-2, 12-3 по фигурному пазу 6 смещается в сторону В (см. фиг. 5, 6). При этом форма паза 6 корпуса позволяет легко перемещаться приводному элементу 7 удлиненной формы вдоль него и направлять запирающие элементы 12-1, 12-2, 12-3 горизонтальными частями Г-образных зацепов с закруглённой заходной частью в отверстия  колец 18 фиксаторов 17-1, 17-2, 17-3 для замыкания частей автобокса.
При повороте ключа для открывания или закрывания замка он в крайних положениях располагается горизонтально, причём в положении «открыто» - ключ не вынимается из замка, а в положении «закрыто» - ключ вынимается из замка.
Устройство 4 запирания выполняется отдельным узлом в сборе с фиксаторами 17-1, 17-2, 17-3, который можно установить на любой автобокс, подходящий по длине.
В отличии от прототипа принцип фиксации кольца фиксатора 5 в зацепах запирающего элемента более прост и запирание крышки осуществляется одновременно в трех точках. То есть пользователь всегда уверен, что он закрыл автобокс надлежащим образом. Либо, в случае неисправности, автобокс не закроется.
Испытания показали высокую надежность работу устройства.
Заявляемое устройство запирания автобокса может быть изготовлено из известных материалов на современном оборудовании.
Заявляемая полезная модель может быть использована для оснащения любых автомобильных боксов.