CN101605679B - 用于控制锁定元件的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制功能重要的构件(30)特别是机动车辆的转向柱(30)或换档手柄的锁定元件(11)的装置，该装置具有传动装置(20)，该传动装置具有带有位置固定的旋转轴线(22)的驱动轮(21)并与锁定元件(11)机械操作地连接，由此在驱动轮(21)旋转时能够使锁定元件(11)进入锁定位置和进入解锁位置，其中锁定元件(11)的运动通过驱动轮(21)的一次旋转只能沿一个方向进行。根据本发明设想，所述传动装置(20)具有环绕的曲线形的引导结构(23)，至少一个控制挡块(12)接合到该引导结构中，并且在驱动轮(21)的一次旋转中，控制挡块(12)运行通过引导结构(23)，由此使锁定元件(11)线性移动。

Description

用于控制锁定元件的装置

技术领域

本发明涉及一种用于控制功能重要的构件(特别是机动车辆的转向柱和换档手柄)的锁定元件的装置，该装置具有传动装置，该传动装置具有带有位置固定的旋转轴线的驱动轮并与锁定元件机械操作地连接，由此在驱动轮旋转时锁定元件能够使锁定元件进入锁定位置和进入解锁位置，其中锁定元件的运动通过驱动轮的一次旋转只能沿一个方向进行。

背景技术

对于本领域技术人员而言，所述特别是用于机动车辆的转向锁定装置的装置是已知的，其中通过电机和连接在中间的传动装置能够在解锁位置和锁定位置之间往返操作锁定元件。

由DE 196 21 326 C1记载了一种这种类型的用于对机动车辆的转向柱进行锁定和解锁的装置。这里两个固定在驱动轴上的锁定元件通过相应地起动电机而摆动进入固定在转向柱上的闭锁环的槽或者对于解锁的情况则从所述槽中摆动出来。在这种装置中不利的是，根据过程的不同，电机肯定具有不同的旋转方向并因此需要单独的用于电机的切换装置。

例如在DE 199 45 867 C2中记载了一种用于转向锁定装置的切换装置，该切换装置提供两个分开的供电路径，即一个解锁供电路径，该解锁供电路径给调节元件提供移动(即转换控制或切换)进入其解锁位置所需的电能，还有一个锁定供电路径，该锁定供电路径提供移动进入其锁定位置所需的电能。这里转向锁定装置具有调节电机，该调节电机能够通过两个并联设置的继电线圈分别沿两个旋转方向中的一个控制起动，其中一个电机旋转方向使调节元件移动进入解锁状态，而另一个电机旋转方向使调节元件移动进入锁定状态。这种装置的一个缺点是，需要一个使旋转方向反转的切换装置，这会导致高的控制上的耗费。

在DE 103 58 009 B3中记载了一种用于车辆的转向锁定装置，该转向锁定装置由锁止轮、弹簧元件和驱动轮组成。锁止轮和驱动轮可旋转地支承在共同的旋转轴线上。弹簧元件在驱动轮和锁止轮之间形成储能弹簧。在转向柱上形成锁止缘，它具有均匀地相互隔开的槽。所述槽形成用于锁止轮的锁止开口。锁止轮在圆周侧具有径向突起的区段。由此锁止轮每转一周都会占据多个锁定位置或解锁位置，而电机不必改变其旋转方向。这种装置的一个缺点是，特别是由于锁止轮而需要大的结构空间。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于控制锁定元件的装置，在该装置中，可以避免所述缺点，特别是提供这样一种装置，该装置设计得简单紧凑，可以不需要很多费用地安装并具有可靠的工作方式。

为了实现所述目的提出了一种具有权利要求1的特征的装置。在各从属权利要求中说明了优选的改进方案。

为此，根据本发明设想，所述传动装置具有环绕的曲线形的引导结构，至少一个控制挡块接合到该引导结构中，并且在驱动轮旋转(一次)时，控制挡块穿过引导结构，由此使锁定元件线性移动。

传动装置例如通过旋转电机驱动，该旋转电机使驱动轮绕旋转轴线运动。同时控制挡块穿过所述引导结构，该引导结构与锁定元件的纵向移动相关联。在本发明的一个可能的实施形式中，由于驱动轮的旋转引导结构可以同时跟随运动，在该引导结构中控制挡块线性地跟随运动。除此以外，同样还可设想，随着驱动轮的旋转，控制挡块同样绕旋转轴线跟随运动，由此使引导结构线性移动。根据本发明的装置的一个重要的优点是，实现了一种紧凑的结构，其中同时所述构造具有少量的单个部件并由此能够以较小的费用进行制造和安装。特别有利的是，对于解锁过程和锁定过程，驱动轮可以只在一个方向上进行旋转，由此可以明显地降低用于该装置的控制系统的费用。

所述引导结构有利地具有第一区域和第二区域，其中第一区域和第二区域到旋转轴线的距离沿该第一区域和第二区域的分布走向而变化。第一区域和第二区域的所述变化的距离使得，在驱动轮旋转期间，可以实现锁定元件的线性移动。

所述传动装置适宜地由壳体包围，所述壳体具有开口，所述锁定元件至少在其锁定位置穿过所述开口延伸。锁定元件优选设计成具有一个自由端，该自由端在锁定位置接合到所述功能重要的构件中。在解锁过程中，锁定元件的所述自由端沿壳体的开口的方向移动，其中在解锁位置，所述自由端有利地完全位于壳体内部。

为了在引导锁定元件从解锁位置移动进入锁定位置的锁定过程中，不会出现对锁定元件或所述功能重要的构件的可能的损坏，在锁定元件上设置一个附加元件，该附加元件通过弹簧元件与锁定元件作用连接。所述功能重要的构件具有这样的区域，例如槽，在锁定位置中锁定元件延伸进入所述区域中。如果在锁定过程期间，由于所述功能重要的构件的可能的错误位置，锁定元件不能以其自由端接合到所述槽中，则可以通过位于锁定元件和附加元件之间的弹簧元件来防止出现根据本发明的装置的可能的功能故障。所述功能重要的构件的一个只是很小的运动就会导致，通过弹簧元件将锁定元件压入所述槽中，并由此锁定元件卡接到所述功能重要的构件中并占据锁定位置。

在另一个改进本发明的措施中，所述引导结构设计成具有第三区域和第四区域，这两个区域各自到旋转轴线的距离恒定，由此在驱动轮旋转时，控制挡块移动通过所述第三区域和第四区域，而不会使锁定元件移动。所述第三区域到旋转轴线的距离有利地具有小于第四区域到旋转轴线的距离。根据本发明，通过各所述区域形成引导结构的闭合的曲线，其中通过所述第三区域和第四区域将第一区域与第二区域分开，即，在驱动轮旋转完整的360°期间，控制挡块从第一区域出发进入第三区域，接着进入第二区域，并在此后进入第四区域。通过具有不同区域的引导结构的构型，可以附加地实现，锁定元件只在驱动轮的特定的旋转位置处才完成一次行程(往返)运动。因此，用于驱动装置的电机可以有利地具有惯性运行阶段(Nachlauf)或起动运行阶段(Anlauf)，而不会不希望地在此时操作所述锁定元件。

在本发明的一个优选的实施形式中，驱动轮设计成具有所述引导结构，设置在锁定元件上的控制挡块接合到该引导结构中。所述驱动轮有利地可旋转地支承在壳体的一个圆形孔口中。此外，壳体还可以具有朝引导结构在一侧开口的接纳部，锁定元件可线性移动地支承在该接纳部中。在驱动轮绕旋转轴线运动期间，引导结构随着驱动轮运动并作用在控制挡块上，所述控制挡块沿着引导结构移动。由于驱动轮绕旋转轴线位置固定地设置在壳体上，从而引导结构利用其轮廓将控制挡块线性往返地推压到锁定元件的锁定位置或解锁位置中。

优选设有两个控制挡块，这两个控制挡块相互错开180°地接合到引导结构中。由此确保了在一个控制挡块可能破坏的情况下的传动装置较高的功能可靠性。在本发明的一种可能的实施方式中，壳体以及带有曲线式的引导结构的驱动轮由塑料制成。锁定元件同样由塑料材料制成。为了实现更高的可靠性，控制挡块可以由金属材料组成。此外，锁定元件的自由端可以在其轮廓上设计成倒圆的，由此使得锁定元件易于卡接到所述功能重要的构件中。根据本发明的装置可以用作用于机动车辆的电动的转向锁定装置，其中该装置此外还可以毫无问题地与特别是所谓的“无钥匙进入(Keyless-Entry)”系统相组合。根据本发明的装置可以从外部，例如通过无线电信号或在进行了数据交换之后起动。这里本发明当然还使得可以进行这样的反馈，即，所述装置是否可靠地将功能重要的构件(特别是机动车辆的转向柱或换档手柄)锁住。这例如可以通过视觉或声音的报告装置来显示。

所述用于控制锁定元件的装置有利地通过电子控制装置监控，所述电子控制装置可以设置在车辆侧。出于安全技术上的原因，有利的是，除了测量驱动轮的旋转路径之外，还检测锁定元件的确定的位置。这例如可以通过传感器特别是磁场传感器来实现，所述磁场传感器检测安装在驱动轮或锁定元件上的永磁体的磁场。由此电子控制装置可以监控驱动轮和锁定元件之间的机械联接的功能性，并对操纵进行识别。

附图说明

本发明其它的优点、特征和细节由下面的说明中得出，在说明中，参考附图详细说明了本发明的多个实施例。这里在各权利要求和说明书提及的特征分别单独或按任意的组合可以是对本发明重要的。其中：

图1示出了根据本发明的用于控制转向柱的锁定元件的装置，其中，所述锁定元件位于锁定位置；

图2示出了用于如图1所示的的装置的锁定元件的处于第一旋转位置的驱动轮；

图3示出了处于第二旋转位置的驱动轮；

图4示出了处于第三旋转位置的驱动轮；以及

图5示出了处于第四旋转位置的驱动轮。

附图标记列表

10    装置        11    锁定元件

12    控制挡块    13    壳体

13a    开口        14    接纳部

15     长孔        16    孔口

17     自由端      20    传动装置

21     驱动轮      22    旋转轴线

23     引导结构    23a   第一区域

23b    第二区域    23c   第三区域

23d    第四区域    24a   距离

24b    距离        24c   距离

24d    距离        30    功能重要的构件、转向柱

31     槽

具体实施方式

在图1中示出了锁定元件11，该锁定元件在壳体13中被引导。该锁定元件11在锁定位置中，在该锁定位置中，锁定元件接合到功能重要的构件，这里是转向柱30的槽31中。这里壳体13具有在侧开口的接纳部14，所述锁定元件11可以向左和向右移动地支承在该接纳部中。壳体13此外还设计成具有圆形的孔口16，根据图2的驱动轮21可装入该孔口中。孔口16的轮廓相应地与驱动轮21的圆形轮廓相匹配。驱动轮21在安装状态下朝向开口的接纳部14的侧面具有环绕的曲线式引导结构23。锁定元件11相反设计成具有两个控制挡块12，这两个控制挡块在驱动轮21的装入状态下接合到所述引导结构23中。在两个控制挡块12之间设置长孔15，旋转轴线22延伸穿过该长孔。

如果驱动轮21位于壳体13的孔口16的内部，则引导结构23与驱动轮21以及控制挡块12形成传动装置20，该传动装置可以将锁定元件11移动进入锁定位置和进入解锁位置，这在图2至图5中具体说明。

如图2所示，引导结构23设计成具有第一区域23a和第二区域23b。从绕旋转轴线22的逆时针的旋转方向出发，第一区域23a到旋转轴线22的距离24a逐渐降低，而第二区域23b到旋转轴线22的距离24b相反逐渐增加。在该实施例中，第一区域23a与第二区域23b旋转对称地形成。引导结构23此外还设计成具有第三区域23c和第四区域23d，这两个区域到旋转轴线22分别具有恒定的距离24c、24d。第三区域23c和第四区域23d设计成圆弧段形的。这里第三区域23c到旋转轴线22a的距离24c小于第四区域23d到旋转轴线22的距离24d。引导结构23由此通过所述第一区域23a、第二区域23b、第三区域23c和第四区域23d形成，并由此得到闭合的环绕的曲线，其中第一区域23a通过第三区域23c和第四区域23d而与第二区域23b分开，即，在驱动轮21进行一次完整的360°的旋转期间，控制挡块12从第一区域23a出发进入第三区域23c，接着进入第二区域23b，此后进入第四区域23d。

在图2中，驱动轮21位于其第一位置中，在该位置中，锁定元件11处于其锁定位置。在将锁定元件11从其锁定位置引导到其解锁位置中的解锁过程期间，驱动轮21沿逆时针方向绕旋转轴线22运动90°，直至驱动轮到达根据图3的位置。因为在驱动轮21旋转期间，第一区域23a和旋转轴线22之间的距离24a对于左边的控制挡块12变大，而同时对于右边的控制挡块12变小，锁定元件11被向左线性移动，这意味着，从锁定位置进入解锁位置。同时长孔15线性向左移动，并具有在图3中示出的位置。

所述装置10有利地设计成具有惯性运行和起动运行，这意味着，未示出的驱动所述驱动轮21的电机在驱动轮21的一定的角度范围内可以惯性运行或起动运行，而不会由此操作所述锁定元件11。第三区域23c和第四区域23d就用于实现这一点。由驱动轮21根据图3的位置出发，驱动轮21可以绕旋转轴线22沿逆时针方向继续运动，而不使两个控制挡块12线性移动。在驱动轮21根据图3逆时针移动期间，两个控制挡块12同时进入引导结构23的第三区域23c和第四区域23d。由于这两个区域23c、23d分别具有到旋转轴线22的恒定的距离24c、24b，因此只进行驱动轮21绕旋转轴线22的旋转，而引导结构23不会使两个控制挡块12移动离开根据图3的位置。因此驱动轮21在绕旋转轴线22旋转90°之后到达在图4中示出的位置。驱动轮21的这个不用于实现锁定元件11的线性运动的摆动范围可以有利地用于电机的惯性运行阶段或起动运行阶段。从图4出发，通过驱动轮21绕旋转轴线22沿逆时针方向的继续旋转，将锁定元件11从其解锁位置线性移动到其锁定位置。第一区域23a和第二区域23b再次确保实现该运动，所述两个区域根据其轮廓使控制挡块12线性向左移动。在驱动轮21运动期间，第一区域23a到旋转轴线22的距离24a对于右边的控制挡块12变大，同时左边的控制凸块12到旋转轴线22的距离24b在第二区域23b内变小。由此进行控制挡块12以及由此还有锁定元件11进入锁定位置的线性移动，在该锁定位置中锁定元件11接合到转向柱30的槽31中。如图5所示，在锁定元件11向锁定位置中运动期间，长孔15同时向右移动。

Claims (17)

1.一种用于控制功能重要的构件(30)的锁定元件(11)的装置(10)，所述功能重要的构件(30)具有传动装置(20)，该传动装置具有带有位置固定的旋转轴线(22)的驱动轮(21)并与所述锁定元件(11)机械操作地连接，由此在所述驱动轮(21)旋转时能够使所述锁定元件(11)进入锁定位置和进入解锁位置，其中所述锁定元件(11)的运动通过只能沿一个方向旋转的所述驱动轮(21)而进行，其特征在于，

所述传动装置(20)具有环绕的曲线形的引导结构(23)，两个控制挡块(12)接合到所述引导结构中，并且在所述驱动轮(21)的一次旋转中，所述控制挡块(12)运行通过所述引导结构(23)，由此使所述锁定元件(11)线性移动。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，

所述引导结构(23)具有第一区域(23a)和第二区域(23b)，其中所述第一区域(23a)和第二区域(23b)到所述旋转轴线(22)的距离(24a、24b)沿着该第一区域(23a)和第二区域(23b)的分布走向而变化。

3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，

所述传动装置(20)由壳体(13)包围，其中所述壳体(13)具有开口(13a)，所述锁定元件(11)至少在其锁定位置穿过所述开口延伸。

4.根据权利要求2所述的装置(1)，其特征在于，

从绕所述旋转轴线(22)的旋转方向出发，所述第一区域(23a)沿其分布走向到所述旋转轴线(22)的距离(24a)逐渐减小，而所述第二区域(23b)沿其分布走向到所述旋转轴线(22)的距离(24b)逐渐增大。

5.根据权利要求2或4所述的装置(1)，其特征在于，

所述第一区域(23a)与所述第二区域(23b)径向对称地形成。

6.根据权利要求2或4所述的装置(1)，其特征在于，

所述引导结构(23)设计成具有第三区域(23c)和第四区域(23d)，该第三区域(23c)和第四区域(23d)各自到所述旋转轴线(22)的距离(24c、24d)恒定，由此在所述驱动轮(21)旋转时所述控制挡块(12)移动通过所述第三区域(23c)和第四区域(23d)，而不会使所述锁定元件(11)移动。

7.根据权利要求6所述的装置(1)，其特征在于，

所述第三区域(23c)到所述旋转轴线(22)的距离(24c)小于所述第四区域(23d)到所述旋转轴线(22)的距离(24d)。

8.根据权利要求6所述的装置(1)，其特征在于，

通过所述第一区域(23a)、第二区域(23b)、第三区域(23c)和第四区域(23d)形成闭合的曲线，其中通过所述第三区域(23c)和第四区域(23d)将所述第一区域(23a)与所述第二区域(23b)分开，使得在所述驱动轮(21)旋转完整的360°期间，所述控制挡块(12)从所述第一区域(23a)出发进入所述第三区域(23c)，接着进入所述第二区域(23b)，并在此后进入所述第四区域(23d)。

9.根据权利要求1、2或4所述的装置(1)，其特征在于，

所述驱动轮(21)设计成具有所述引导结构(23)，设置在所述锁定元件(11)上的所述控制挡块(12)接合到所述引导结构中。

10.根据权利要求3所述的装置(1)，其特征在于，

所述壳体(13)具有朝所述引导结构(23)在一侧开口的接纳部(14)，所述锁定元件(11)可线性移动地支承在所述接纳部中。

11.根据权利要求1、2或4所述的装置(1)，其特征在于，

所述锁定元件(11)具有长孔(15)，所述旋转轴线(22)延伸穿过所述长孔。

12.根据权利要求3所述的装置(1)，其特征在于，

所述驱动轮(21)可旋转地支承在所述壳体(13)的一个圆形孔口(16)中。

13.根据权利要求1、2或4所述的装置(1)，其特征在于，

所述两个控制挡块相互错开180°地接合到所述引导结构(23)中。

14.根据权利要求13所述的装置(1)，其特征在于，

在绕所述旋转轴线(22)旋转的所述驱动轮(21)位置固定地绕所述旋转轴线旋转时，所述引导结构(23)作用在所述控制挡块(12)上，由此所述锁定元件(11)沿接纳部(14)移动。

15.根据权利要求1、2或4所述的装置(1)，其特征在于，

所述锁定元件(11)具有自由端(17)，该自由端在所述锁定位置接合到所述功能重要的构件(30)中。

16.根据权利要求1、2或4所述的装置(1)，其特征在于，

在所述锁定元件(11)上设置有一个附加元件，该附加元件通过弹簧元件与所述锁定元件(11)连接。

17.根据权利要求1、2或4中任意一项所述的装置(1)，其特征在于，所述功能重要的构件(30)为机动车辆的转向柱(30)或者换档手柄。

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