Результат интеллектуальной деятельности: ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТРЕЗКА ТРОСА

Изобретение относится к зажимным приспособлениям для отрезка троса и может быть использовано во всех отраслях, где необходимо применение отрезка троса, фиксируемого с заклинивающим действием, например, как фрикционный зажим для заделки коушей, как охранное устройство, защищающее объекты, имеющие проушины для продевания сквозь них отрезка троса, от несанкционированного проникновения.

В уровне техники известны гибкие запорно-пломбировочные устройства, описанные в патентах RU 2121090 С1, опубл. 02.09.1998, МКИ F 16 G 11/04; RU 2126106 С1, опубл. 27.10.1998, МКИ F 16 G 11/04; RU 2144155 C1, опубл. 10.01.00, МКИ F 16 G 11/04; RU 2149297 С1, опубл. 20.05.00, МКИ F 16 G 11/04. Эти известные гибкие запорно-пломбировочные устройства включают отрезок троса, который фиксируется в корпусе при запирании посредством подпружиненных фиксирующих элементов. В этих известных устройствах предусмотрено, что корпус может быть выполнен плоским, может быть снабжен тонкостенным чехлом и крышкой, жестко скрепляемыми с корпусом для образования неразъемной конструкции. Фиксирующие элементы в них предлагается выполнять в виде роликов, взаимодействующих с боковой поверхностью отрезка троса своими боковыми поверхностями. Устройства предлагается снабжать контроллером для удержания роликов в их посадочных местах в исходном положении устройства, подготовленном к запиранию, и фиксатором с толкателем. Необходимая пломбировочная информация может быть нанесена на плоские торцевые поверхности или корпуса, или чехла, и/или крышки.

В уровне техники известно гибкое запорно-пломбировочное устройство, описанное в ЕР 0861994 А2, опубл. 02.09.1998, МКИ F 16 G 11/14. Это известное устройство содержит корпус, в котором предварительно закрепляют один конец отрезка троса, а второй при запирании пропускают сквозь корпус с образованием петли и фиксируют в нем посредством двух подпружиненных стальных шариков разного диаметра, расположенных внутри корпуса в специально предусмотренном посадочном месте. Шарики равномерно воздействуют на отрезок троса с одной его стороны для распределения нагрузки подклинивающего действия. Это уменьшает концентрацию нагрузки на отрезок троса так, что он разрушается только при максимальной растягивающей нагрузке.

Эти известные устройства имеют общий недостаток, связанный прежде всего с тем, что в них не исключена возможность обратного вытягивания отрезка троса из корпуса при злоумышленном воздействии, что снижает надежность устройств и, следовательно, их охранные качества. Кроме того, усиление силовых характеристик таких известных устройств связано с возрастанием их габаритов, что соответственно снижает эксплуатационные характеристики и увеличивает стоимость этих устройств.

В уровне техники известно гибкое запорно-пломбировочное устройство, описанное в патенте US 3994521, опубл. 30.11.76, МКИ F 16 G 11/04. В этом известном устройстве для запирания также используется отрезок троса, один конец которого предварительно жестко фиксируется в корпусе. В корпусе размещены обойма с фиксирующими второй свободный конец отрезка троса элементами. Фиксирующие элементы выполнены в виде шариков, размещены в посадочных местах обоймы и перемещаются при запирании по внутренней конической поверхности корпуса. Использование в этом известном устройстве шариков в качестве фиксирующих отрезок троса элементов не обеспечивает высоких усилий замыкания. В запертом состоянии устройства отрезок троса может проворачиваться и прокручиваться в корпусе, что ослабляет запор и может явиться причиной его злоумышленного вскрытия, факт которого можно легко скрыть, т.к. вскрытое устройство можно использовать повторно.

Известно гибкое запорно-пломбировочное устройство, описанное в патенте DE 4433250, опубл. 06.04.95, МКИ F 16 G 11/04, в котором для запирания используется отрезок троса, один конец которого предварительно жестко фиксируется в корпусе. Корпус снабжен средствами для фиксации при запирании второго свободного конца отрезка троса, которые представляют собой шарик и коническую поверхность обоймы. Это устройство обладает следующими недостатками. В запертом состоянии отрезок троса может проворачиваться и прокручиваться в корпусе, что ослабляет запор и может явиться причиной его злоумышленного вскрытия. После злоумышленного вскрытия запор можно легко использовать повторно, что позволяет скрыть факт его злоумышленного вскрытия. Погрешности в точности изготовления отдельных сопрягаемых деталей устройства напрямую влияют на точность его замыкания, что позволяет судить о его ненадежности. Кроме того, указанное известное устройство неудобно в эксплуатации, т.к. имеет громоздкую конструкцию, требующую при запирании наличие двух составных частей.

Известно гибкое запорно-пломбировочное устройство, описанное в патенте US 3770307, F 16 G 11/04, включающее отрезок троса, один конец которого жестко закреплен в корпусе, в котором размещены элементы фиксации другого свободного конца отрезка троса. При этом корпус имеет сквозной канал, размер которого позволяет свободному концу отрезка троса проходить сквозь этот канал с образованием петли. Фиксирующие элементы, размещенные в корпусе, выполнены в виде клина и расклинивающего элемента в форме диска. Клин имеет наклонную поверхность, расположенную под малым углом относительно сквозного канала корпуса и на некотором расстоянии от него. Расклиниваемый элемент фрикционно сопрягается с наклонной поверхностью клина и отрезком троса. Благодаря этому движение отрезка троса при запирании через этот канал в одном направлении вызывает движение расклиниваемого элемента наружу, а движение отрезка троса в противоположном направлении вызывает движение расклиниваемого элемента к отрезку троса. Тем самым отрезок троса заклинивается между стенками канала и расклиниваемым элементом настолько, что дальнейшее его движение в этом направлении становится невозможным. Это известное устройство обладает недостатками, связанными прежде всего с тем, что это устройство не обладает достаточной надежностью. Так, в запертом состоянии устройства отрезок троса в корпусе может проворачиваться и прокручиваться, что может явиться причиной его злоумышленного скрытия. Конструкция корпуса этого устройства такова, что корпус может быть подвержен деформации и его легко вскрыть подручными средствами при злоумышленном воздействии на него. Надежность замыкания этого известного устройства напрямую зависит от точности изготовления сопрягаемых элементов его конструкции.

Наиболее близким аналогом изобретения является зажимное устройство для отрезка троса, описанное в патенте RU 2199042 С1, опубл. 20.02.2003. Это известное устройство включает отрезок троса, один конец которого при запирании пропускается сквозь корпус и фиксируется в нем посредством двух одинаковых подпружиненных роликов. Внешняя боковая поверхность каждого из роликов выполнена или винтовой, или зубчатой, образованной чередующимися кольцевыми выступами и впадинами. Каждый из роликов вместе с подпружинивающей его пружиной и толкателем размещен внутри корпуса в отдельном посадочном месте, которое выполнено в виде продольного паза, ширина которого соответствует диаметру ролика. Пазы размещены под углом друг к другу и под углом к продольной оси сквозного канала корпуса. Пазы имеют упорные торцевые цилиндрические поверхности, которые обращены к входному отверстию корпуса и смещены друг относительно друга. Описано несколько вариантов размещения роликов внутри корпуса и относительно друг друга. Это известное устройство обладает повышенной надежностью запирания, которая выгодно сочетается с его минимальными габаритами и удобством в эксплуатации. Однако это известное устройство имеет и недостатки, которые связаны прежде всего с тем, что в нем не предусмотрены средства, предохраняющие запорный механизм, размещенный внутри корпуса, от проникновения влаги, что снижает его охранные качества, т.к. при попадании влаги внутрь корпуса в запертом положении устройства и при ее замерзании устройство может быть подвергнуто несанкционированному вскрытию без приложения больших усилий.

Техническим результатом изобретения является расширение области его использования, в том числе в разных климатических условиях, а также повышение надежности при попытке несанкционированного вскрытия.

Этот технический результат обеспечивается за счет того, что зажимное устройство для отрезка троса, которое включает отрезок троса, один конец которого предварительно жестко закреплен в плоском корпусе, снабженным крышкой, неразъемно скрепляемой с ним, а второй, свободный, при запирании пропускается сквозь корпус с образованием петли и фиксируется в нем посредством двух одинаковых подпружиненных тел вращения, при этом в корпусе, со стороны его боковой поверхности, выполнены соосные входное и выходное отверстия для отрезка троса, снабжено вкладышем, в котором выполнен сквозной канал для прохождения сквозь него при запирании отрезка троса и два сообщающихся с ним паза, предназначенных для размещения тел вращения вместе с подпружинивающими их пружинами, пазы выполнены под углом друг к другу и под углом к продольной оси сквозного канала вкладыша, боковая поверхность вкладыша, со стороны которой выполнено входное отверстие для отрезка троса, выполнена плоской, а две прилегающие к ней и противоположные друг другу боковые поверхности вкладыша выполнены также плоскими, но наклонными к оси сквозного отверстия для отрезка троса, вкладыш выполнен из материала, имеющего твердость ниже, чем твердость материала, из которого выполнен корпус, вся внешняя поверхность вкладыша герметизирована влагонепроницаемым пленочным материалом, устройство снабжено также уплотнительным кольцом, герметизирующим вход отрезка троса во вкладыш, которое выполнено из пористого материала, способного разбухать под действием влаги, в корпусе для размещения вкладыша выполнено посадочное место в виде ложемента, открытого с одной из плоских торцевых сторон корпуса, при этом две боковые противоположные друг другу плоские стенки этого паза имеют тот же наклон, что и соответствующие боковые стенки вкладыша, входное и выходное отверстия корпуса сообщаются с полостью ложемента, внешние габаритные размеры вкладыша меньше габаритных размеров ложемента, продольный размер ложемента превышает продольный размер вкладыша на задаваемую величину перемещения тел вращения при замыкании, а размер его плоской боковой поверхности, обращенной к входному отверстию корпуса, меньше размера ответной плоской боковой поверхности вкладыша, со стороны которой выполнено входное отверстие для отрезка троса.

Предпочтительно, чтобы один из пазов, который расположен ближе к входному отверстию корпуса, был выполнен изогнутым, а его часть, сообщающаяся со сквозным отверстием вкладыша, имеет больший угол наклона к продольной оси сквозного отверстия для отрезка троса, чем остальная его часть, предназначенная для размещения в ней подпружинивающей тело вращения пружины. Тела вращения, фиксирующие отрезок троса, могут быть выполнены в виде шариков. Тела вращения, фиксирующие отрезок троса, могут быть выполнены в виде роликов. Предпочтительно, чтобы диаметр каждого из роликов был больше диаметра отрезка троса или равен ему, а внешняя боковая поверхность каждого из роликов была бы выполнена зубчатой, образованной чередующимися кольцевыми выступами и впадинами, а ширина продольного паза, выполненного во вкладыше для тела вращения, соответствовала его диаметру. Вкладыш выполняется плоски, при этом его толщина не превышает глубину паза, выполненного для него в корпусе. Предпочтительно, чтобы углы наклона противоположных плоских боковых сторон вкладыша соответствовали углам наклона ответным им соответствующим боковым противоположным друг другу поверхностям ложемента.

Изобретение поясняется с помощью чертежей, где на фиг.1 оно изображено без крышки с частичными разрезами в положении замыкания, на фиг.2 - в состоянии начала фиксации отрезка троса, на фиг.3 - в состоянии, когда отрезок троса полностью зафиксирован, т.е. в замкнутом состоянии, на фиг.4 изображены два вида корпуса, на фиг.5 изображен вкладыш в собранном виде, т.е. с размещенными в нем телами вращения в виде роликов, пружинами, уплотнительным кольцом и с герметизирующей пленкой.

На графических материалах изображено зажимное устройство для отрезка троса, которое включает отрезок троса 1, один конец 2 которого предварительно жестко закреплен в плоском корпусе 3, снабженном крышкой 4, неразъемно скрепляемой с ним. Второй 5, свободный, который обычно снабжается наконечником 6, при запирании пропускается сквозь корпус 3 с образованием петли и фиксируется в нем посредством двух одинаковых подпружиненных тел вращения 7. В корпусе 3, со стороны его боковой поверхности, выполнены соосные входное 8 и выходное 9 отверстия для отрезка троса. Устройство снабжено вкладышем 10, в котором выполнен сквозной канал 11 для прохождения сквозь него при запирании отрезка троса и два сообщающихся с ним паза 12 и 13, предназначенных для размещения тел вращения 7 вместе с подпружинивающими их пружинами. Пазы 12 и 13 выполнены под углом друг к другу и под углом к продольной оси сквозного канала 11 вкладыша 10. Боковая поверхность 14 вкладыша 10, со стороны которой выполнено входное отверстие 15 для отрезка троса, выполнена плоской, а две прилегающие к ней и противоположные друг другу боковые поверхности 16 вкладыша 10 выполнены также плоскими, но наклонными к оси сквозного канала 11 для отрезка троса. Вкладыш 10 выполнен из материала, имеющего твердость ниже, чем твердость материала, из которого выполнен корпус 3. Вся внешняя поверхность вкладыша 10 герметизирована влагонепроницаемым пленочным материалом 17. Устройство снабжено также уплотнительным кольцом 18, герметизирующим вход отрезка троса 1 во вкладыш 10. Это уплотнительное кольцо 18 выполнено из пористого материала, обладающего способностью разбухать под действием влаги и препятствуя тем самым проникновению влаги внутрь корпуса 3. В корпусе 3 для размещения вкладыша 10 выполнено посадочное место в виде ложемента 19, открытого с одной из плоских торцевых сторон корпуса 3. Предпочтительно, чтобы внешние контуры этого ложемента 19 были такие же, как и у вкладыша 10, т.е. две боковые противоположные друг другу плоские стенки 20 этого ложемента имеют тот же наклон, что и соответствующие боковые стенки 16 вкладыша 10. Входное 8 и выходное 9 отверстия корпуса 3 сообщаются с полостью ложемента 19. Внешние габаритные размеры вкладыша 10 меньше габаритных размеров ложемента 19, при этом продольный размер ложемента (вдоль движения отрезка троса 1 через ложемент 19) превышает продольный размер вкладыша 10 на задаваемую величину перемещения тел вращения 7 при запирании, а размер его плоской боковой поверхности 21, обращенной к входному отверстию 8 корпуса 3, меньше размера ответной плоской боковой поверхности 14 вкладыша 10, со стороны которой выполнено входное отверстие 15 для отрезка троса. Один из пазов 12, расположенный ближе к входному отверстию 8 корпуса 3, выполнен изогнутым, а его часть, сообщающаяся со сквозным каналом 11 вкладыша 10, имеет больший угол наклона к продольной оси сквозного канала 11 для отрезка троса, чем остальная его часть, предназначенная для размещения в ней подпружинивающей тело вращения 7 пружины 22. Тела вращения 7 могут быть выполнены в виде шариков или в виде роликов. Диаметр каждого из роликов может быть больше диаметра отрезка троса 1 или равен ему. Внешняя боковая поверхность каждого из роликов может быть выполнена зубчатой, образованной чередующимися кольцевыми выступами и впадинами. Предпочтительно, чтобы ширина каждого из продольных пазов 12, 13, выполненных во вкладыше 10, соответствовала диаметру тел вращения 7. Предпочтительно, чтобы вкладыш 10 был выполнен плоским, а его толщина не превышала глубину ложемента, выполненного для него в корпусе 3. Предпочтительно, чтобы углы наклона противоположных плоских боковых сторон 16 вкладыша 10 соответствовали углам наклона ответным им соответствующим боковым противоположным друг другу поверхностям 20 ложемента 19.

При эксплуатации использование устройства осуществляется следующим образом. При запирании наконечник 6 свободного конца отрезка троса 1 вводится во входное отверстие 8 корпуса 3 и входит во взаимодействие с вкладышем 10, перемещая его по ложементу 19 внутри корпуса 1 в пределах, которые определяются разностью продольного размера ложемента 19 корпуса 3 и длины вкладыша 10, до упора поверхности 24 вкладыша 10 с выходным отверстием 25 в соответствующую боковую поверхность 26 ложемента 19 корпуса 3. В таком положении оси входного отверстия 8 корпуса 3 и входного отверстия 15 вкладыша 10 совпадают. После этого наконечник 23 отрезка троса 1, принудительно совершая дальнейшее поступательное движение по сквозному каналу 11 вкладыша 10, входит во взаимодействие сначала с одним, а потом и с другими телами вращения 7, заставляя их перемещаться по пазам 12, 13 вкладыша 10 как по направляющим и сжимая при этом пружины 22, подпружинивающие тела вращения 7. При расчете конструктивных параметров устройства учитывается, что величина перемещения тел вращения в обоих пазах одинакова. Преодолевая сопротивление пружин 22, свободный конец отрезка троса 1 с наконечником 23 проходит сквозь корпус 1 наружу, образуя таким образом петлю.

При приложении усилия в направлении, обратном направлению запирания, например при попытке злоумышленного воздействия, тела вращения под действием пружин 22 за счет сил трения перемещаются по отрезку троса 1 вместе с вкладышем 10, дополнительно затягивая отрезок троса, внедряясь при этом в его боковую поверхность до полной ликвидации зазора между поверхностью 21 ложемента 19 и поверхностью 14 вкладыша 10, которые имеют входные отверстия для отрезка троса 1.

При возрастании усилия размыкания F тела вращения 7 за счет возрастающих при этом сил трения между ними и отрезком троса начинают перемещаться по своим пазам 12, 13 в обратном направлении, дополнительно блокируя отрезок троса 1. При дальнейшем увеличении прилагаемого на отрезок троса усилия начинается процесс пластической деформации поверхности 14 вкладыша 10 на величину, которая может достигать 0,5 диаметра отрезка троса, что приводит к дополнительному обжатию отрезка троса 1 деформированной поверхностью вкладыша 10, завершая процесс блокировки и фиксации отрезка троса 1. Процесс пластической деформации поверхности 14 вкладыша 10 обеспечивается за счет того, что вкладыш 10 выполняется из материала, прочностные характеристики которого (твердость) ниже, чем прочностные характеристики материала, из которого выполнен корпус 3. Выполнение вкладыша 10 из более мягкого материала упрощает также технологию изготовления устройства, поскольку более мягкий материал легче поддается обработке, в том числе и сверлению, которое применяется для выполнения пазов и отверстий. Однако, подобная, но меньшая, деформация поверхности вкладыша 10 может происходить и в том случае, если прочностные характеристики материалов вкладыша 10 и корпуса 3 будут равны. При деформации упомянутой поверхности 14 вкладыша 10 происходит его боковое смещение в полости ложемента 19, приводящее к смещению оси его входного отверстия 15 относительно входного отверстия 8 корпуса 3, что в свою очередь увеличивает усилие блокировки отрезка троса 1. За счет того, что вкладыш 10 перемещается по ложементу 19 с боковым смещением (такая возможность обеспечивается разностью их габаритных размеров), происходит смещение входных отверстий 8 и 15 соответственно корпуса 3 и вкладыша 10 относительно их выходных отверстий 9 и 25, что в свою очередь приводит к тому, что отрезок троса 1 на выходе из корпуса 3 изгибается, создавая тем самым дополнительное сопротивление при попытке обратного вытягивания отрезка троса 1 и повышая надежность устройства при попытке злоумышленного воздействия.

Таким образом, изобретение в представленной совокупности признаков, каждый из которых выполняет свою функцию, а вместе во взаимосвязи они решают задачу создания конструкции запорного приспособления для отрезка троса, обладающего повышенной надежностью, в том числе в разных климатических условиях, повышенными прочностными характеристиками, что обеспечивает ему широкую область использования.