CN107405996B - 具有摇杆的盖关闭装置 - Google Patents

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CN107405996B CN201680013348.1A CN201680013348A CN107405996B CN 107405996 B CN107405996 B CN 107405996B CN 201680013348 A CN201680013348 A CN 201680013348A CN 107405996 B CN107405996 B CN 107405996B
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Abstract

本发明涉及一种盖关闭装置(100)，包括受到弹簧(M1)应力的、安装于箱体(1)内且具有适于钩住盖的挂钩的头部(30)的旋转平移销(3)；以及枢转于箱体(1)内且与旋转平移销和心形凸轮(5)连接的摇杆(4)；所述摇杆(4)是完全刚性的且不具有柔性，并且以如下方式在所述箱体(1)内枢转，所述方式为：留下间隙，以使所述摇杆平移，使得所述摇杆的从动机构(46)可以跟随心形凸轮的轨道(50、51)；弹簧机构(M2)位于箱体的侧壁(15)与摇杆(4)之间，用于补偿和抑制摇杆的平移。

Description

具有摇杆的盖关闭装置
技术领域
用于工业发明的本专利申请涉及一种用于盖的关闭装置，特别涉及汽车和机动车的燃料箱盖。
背景技术
公知用于盖的“Push-Push”锁，其中通过推力而打开和关闭盖子。通过按压闭合的盖，该盖将自动从用于将其钩在锁上的挂钩释放。通过关闭打开的盖直到将其压靠在锁上，该盖被自动地钩在锁上。
“Push-Push”锁具有用作盖的挂钩机构的旋转平移销(rototranslating pin)。旋转平移销的许多致动系统是已知的。
以相同申请人的名义申请的第WO2008/059543号专利公开了一种盖的关闭装置，其中旋转平移销由部分柔性的摇杆移动。摇杆具有与旋转平移销连接的叉部，以及耦合在心形凸轮中的从动机构或凸轮从动件。从动机构由摇杆的柔性臂支撑，以使柔性臂可以弯曲并且从动机构可以跟随心形凸轮的轨道。摇杆的叉部反而是刚性的，以允许与旋转平移销的稳定连接。
然而，这种摇杆结构受到一些构造和结构缺陷的损害。
事实上，摇杆的一部分的柔性不允许在摇杆与旋转平移销之间的运动的有效传递。
此外，通过浇注具有不同密度的两种不同材料得到这样的杠杆：
-用于叉部的具有高密度的刚性材料，以及
-用于从动机构的支撑臂的具有低密度的柔性材料。
因此，这种摇杆的生产成本很高。
摇杆的组件提供了使摇杆的圆柱形销在圆筒形壳体中枢转。半圆筒形壳体的一半存在于箱体中，半圆筒形壳体的另一半存在于盖中。箱体和盖焊接在一起，使得摇杆的枢转销设置在壳体中。然而，摇杆的枢转销的连接将根据箱体和盖的焊接方式而改变，从而改变机构的精度。
与摇杆连接的从动机构的结构也是复杂的，这是因为从动机构必须成型为在心形凸轮中滚动的辊。
发明内容
本发明的目的在于通过公开一种具有便宜、易于制造和安装、同时可靠且有效的摇杆的盖关闭装置来消除现有技术的缺陷。
这些目的将根据本发明独立权利要求1的特征来实现。
本发明的有利的实施方式将通过从属权利要求来体现。
根据本发明的盖关闭装置包括：
-箱体，
-旋转平移销，安装于箱体内，能够引起围绕与旋转平移销的轴线共轴的轴线进行的旋转平移，所述旋转平移销具有用于钩住盖的挂钩的头部，
-推动所述旋转平移销的弹出弹簧，
-在所述箱体内枢转的心形凸轮，所述心形凸轮具有形成基本为心形的闭合回路的轨道，以及
-在所述箱体内枢转的摇杆，其具有垂直于所述旋转平移销的轴线的枢转轴线，所述摇杆具有：设置在所述摇杆的第一端处的叉部，所述叉部与所述旋转平移销相啮合，以及设置在所述摇杆的第二端处的从动机构，其在所述心形凸轮的轨道中滑动。
摇杆是完全刚性的且不具有柔性，并且以如下方式在所述箱体中枢转，所述方式为：留下间隙，以使摇杆沿着枢转轴线平移，使得摇杆的从动机构可以跟随心形凸轮的轨道。
关闭装置还包括设置在箱体侧壁和摇杆之间的弹簧机构，用于补偿和抑制摇杆沿该摇杆的枢转轴线的平移。
本发明的关闭装置的优点是显而易见的。提供完全刚性的摇杆可确保与旋转平移销更稳定的钩挂，从动机构与心形凸轮的更可靠的连接，同时简化摇杆的生产。
附图说明
本发明的进一步的特征将从下面的详细描述中体现出来，其参考描绘于附图中仅为示意性而非限制性的实施例，其中：
图1为根据本发明的关闭装置的分解立体图；
图2为图1的关闭装置的摇杆的立体图；
图3为图1的关闭装置的心形凸轮的俯视图；
图4为图1的关闭装置一些部件组装后的立体图；
图5为将摇杆和心形凸轮组装于图1的关闭装置的箱体内的立体图；
图6与图5视图相同，其中马达和滑块也安装在箱体中；以及
图7为组装后的图1的关闭装置的部分剖面侧视图。
具体实施方式
参考附图，公开了本发明的关闭装置，其通常用附图标记(100)表示。
关闭装置(100)包括由盖(2)关闭的箱体(1)。箱体(1)容纳有“Push-Push”锁机构。该机构包括：旋转平移销(3)、摇杆(4)和心形凸轮(5)。摇杆(4)与旋转平移销(3)和心形凸轮(4)连接。
旋转平移销(3)安装在箱体(1)中，安装成从箱体(1)突出。旋转平移销(3)的末端为具有“T”形横截面的头部(30)，该头部用于钩住盖的挂钩(图中未示出)。
在旋转平移销(3)的旋转平移期间，旋转平移销的头部(30)总是保持在箱体(1)的外部。旋转平移销(3)具有形成为长螺距螺纹的螺旋槽(31)，其用于与存在于箱体(1)中的突起(未示出)接合，以引导旋转平移销的旋转平移。
旋转平移销(3)经受容纳在箱体(1)中且位于盖(2)和旋转平移销(3)一端之间的弹出弹簧(M1)的推力。旋转平移销(3)具有管状结构，而弹出弹簧(M1)被插入并隐藏在旋转平移销(3)内。
参考图2，摇杆(4)包括杆(40)。第一柄(41)和第二柄(42)以相对的方向从杆(40)突出。柄(41、42)必须作为杠杆的枢转轴，并且基本上在杆(40)的长度的一半处设置，以便产生第一级杠杆。柄(41、42)具有与摇杆(4)的枢转轴线相对应的轴线(X)。
参考图5，箱体(1)包括从箱体的底部突出且沿着箱体的中心线纵向设置的中间壁(10)，用于旋转地接纳摇杆的第一柄(41)的第一底座(11)存在于中间壁中。
与箱体(1)的第一底座(11)相对位置的第二底座(12)存在于箱体(1)的侧壁(15)中。箱体的第二底座(12)旋转地接纳摇臂的第二柄(42)。
摇杆的柄部(41、42)以在柄的轴线(X)方向上有间隙的方式接纳于箱体的相应的底座(11、12)中。弹簧装置(M2)设置在箱体的第二底座(12)中，位于箱体的侧壁(15)和摇杆的第二柄(42)之间。弹簧装置(M2)优选地为螺旋弹簧。鉴于此，摇杆(4)可以围绕柄的轴线(X)旋转，并且还可以在轴线(X)的方向上平移。
必须考虑到旋转平移销(3)具有轴线(Y)(如图7所示)且沿其轴线(Y)的方向平移。而摇杆(3)围绕其枢转轴线(X)旋转。摇杆的枢转轴线(X)与旋转平移销的轴线(Y)垂直。
有利地，摇杆的第一柄(41)具有圆形头部(47)，并且箱体的中间隔板中的第一底座(11)适当地倒圆，以产生用于补偿任何类型的摇杆移动的球形结合。
有利地，第二柄(42)具有用于接纳所述弹簧(M2)的一端的凹入的壳体(48)。
在摇杆的杆(40)的第一端设置由两个臂(44a、44b)构成的“U”形叉部。指向叉部内面的销(45a、45b)设置在叉的每个臂(44a、44b)的端部。特别地，两个臂(44a、44b)位于不同的平面上，这意味着第一臂(44a)相对于第二臂(44b)所在的平面位于较低的平面上。因此，两个销(45a、45b)不对齐。第一销(45a)具有轴线(Xa)，而第二销(45b)具有轴线(Xb)。两个销的轴线(Xa、Xb)相互平行且平行于摇杆的枢转轴线(X)，但是两个销的轴线(Xa、Xb)并不重合。
返回到图1，旋转平移销包括不干扰螺旋槽(31)的半环形槽(32)。半环形槽(32)呈相对于螺旋槽(31)中之一具有不同方向的螺旋形状。半环形槽(32)的螺旋线具有比螺旋槽(31)的螺旋线小得多的螺距。摇杆的叉部的两个销(45a、45b)接合在旋转平移销的半环形槽(32)中。以此方式，旋转平移销牢固地与摇杆连接。在摇杆的杆(40)的第二端处设置有与第一柄(41)相同方向从杆(40)突出的形状为尖端的从动机构(46)。摇杆(4)具有供从动机构(46)插入的孔。
摇杆优选地从铝铸件获得。然而，必须考虑到铝铸造技术(例如烧结)不允许产生任何底切。而通常用塑料成型获得底切。
为此，摇杆(4)是由交错的两个臂(44a、44b)得到的(且因此两个销(45a、45b)也是交错的)。当观察摇杆的侧视图时，不存在隐藏的元件，这意味着不存在底切元件。该特征是重要的，这是因为部件可以在摇杆的旋转轴线(X)的方向上进行模制(模具打开/关闭)。
通过沿着该方向进行模制，部件从具有以下模制元件的模具中脱出：
-用于接纳弹簧(M2)的第二柄(42)的凹入的壳体(48)，
-用于形成从动机构(46)的销的孔，以及
-叉部的两个销(45a、45b)。
这样就不需要额外的加工操作。
尽管为了获得高的机械性能，摇杆优选地从铝铸件获得，但是也可以通过铸造比铝更便宜的其它锌合金
Figure BDA0001396443450000061
或硬塑料来获得摇杆，以降低成本。
替代地，为了获得更高的性能和精度，可以从金属粉末烧结获得摇杆(4)。
参考图3，心形凸轮(5)为具有限定两个并排轨道(50、51)的中心岛(57)的板，其结合以形成心形闭合回路，其中摇杆的从动机构(46)仅沿一个方向滑动(如图3中的箭头指示)。
第一轨道(50)的底表面具有一系列止于存在于中心岛(57)的“U”形壳体(52)的上升斜面。第二轨道(51)从壳体(52)分支，具有一系列滑块和下降台阶(53)。因此，由于从动机构(46)不能超出台阶(53)，所以在心形凸轮的回路内滑动的从动机构(46)具有强制行进方向，假定要沿着滑块和台阶(53)下降并且再次爬上第一轨道(50)的上升斜面。
参照图4，将心形凸轮(5)设置在箱体(1)中并与箱体的中间隔板(10)并排放置。心形凸轮(5)可自由地进行小的振荡，以使摇杆的从动机构(46)沿着心形凸轮(5)的轨道(50、51)移动。事实上，从动机构(56)使曲线轨道为圆弧形状，该圆弧的半径等于从动机构(56)和摇杆的两个柄(41、42)的轴线(X)之间测量的距离。
因此，心形凸轮(5)必须处于振荡状态。为此，心形凸轮(5)包括两个位于相对方向的枢轴销(55、56)(如图5所示)。心形凸轮的两个枢轴销(55、56)旋转地接合在分别存在于中间隔板(10)内和箱体(1)的侧壁(15)内的两个相应的壳体(13、14)内。
心形凸轮的两个枢轴销(55、56)具有作为心形凸轮的枢转轴线的轴线(X1)。心形凸轮(5)的枢转轴线(X1)与摇杆(4)的枢转轴线(X)平行。
必须注意的是，由于摇杆的两个柄(41、42)以有间隙的方式容纳在箱体的两个底座(11、12)中，所述间隙允许两个柄(41、42)沿着柄的轴线(X)平移，摇杆的从动机构(46)可以相对心形凸轮的第一轨道(50)的上升平面摩擦，并沿心形凸轮的第二轨道(51)的下降平面和台阶(53)下降仍然摩擦。弹簧装置(M2)作为沿着摇杆的两个柄(41、42)的轴线(X)的平移运动的补偿和阻尼器。
鉴于此，摇杆(4)是完全刚性的，以便不向旋转平移销(3)传递任何横向应力。此外，摇杆可以通过铸造刚性材料，例如金属，例如铝而一体成型。
当摇杆的从动机构(46)与凸轮的中心岛(57)的“U”形壳体(52)接合时，摇杆(4)确定旋转平移销(3)的位置。为了到达凸轮的这个区域，摇杆的从动机构(46)必须爬上凸轮的第一轨道(50)的斜面，且当其遇到台阶时落入“U”型壳体(52)内。
必须注意的是，在WO2008/059543中公开的摇杆具有在第一枢轴和从动机构之间的刚性部分，以及在中心枢轴和叉部之间的弹性部分。弹性部分允许从动机构平移爬行各种斜面并从心形凸轮的各种台阶落下。
相反，摇杆(4)是完全刚性的。因此，为了使从动机构(46)在心形凸轮(5)中移动，摇杆(4)必须能够移动。摇杆的这种移动是围绕旋转平移销(3)的轴线(Y)的整个摇杆的旋转。
如果形成摇杆的枢转轴的两个柄(41、42)为圆筒形并插入圆筒形孔中，则摇杆(4)的这种旋转是不可能的。考虑到由于模制要求箱体的两个底座(11、12)必须是圆柱形的，为了允许摇杆移动，将形成摇杆的枢转轴的两个柄(41、42)制成截锥形状。摇杆相对于旋转平移销的轴线(Y)旋转得越多，摇杆的两个柄(41、42)的截锥形壁就越接近箱体的底座(11、12)的圆柱形部分。
一体成型制得的摇杆(4)具有以下优点：
-摇杆是由铸造(而不是剪切金属片材并将其与柔性材料一起铸造)获得的；
-使用摇杆的柄(42)的壳体(48)内的弹簧(M2)，可以调节机构的操作和产生的噪声(比使用由两种不同材料制成的摇杆的方案小20dB)；
-摇杆可以根据应用从不同的材料模制/铸造：塑料，铝，锌合金
Figure BDA0001396443450000081
从而最小化成本；
-一体成型摇杆比由两种不同材料制成的摇杆更坚固和更准确，制造过程更简单并且控制因素更少；
-从动机构(46)在摇杆上的应用可简单地通过将销插入孔中获得，并且不需要在凸轮中提供滚动，从而导致较少数量的工艺控制；
-用于接纳摇杆的两个柄(41、42)的两个底座(11、12)仅存在于箱体(1)中，并且两个柄(41、42)装配到两个底座(11、12)中。因此，摇杆运动的精度不受箱体和盖之间的焊接的影响，并且在整个产品的使用寿命期间保持准确的操作。
任选地，关闭装置(100)可以包括防止旋转平移销(3)移动的安全系统。这种安全系统包括可从关闭位置移动的致动器(A)，其中它干扰旋转平移销(3)，从而将其锁定于打开位置，其中其释放旋转平移销的运动。
这种致动器(A)包括电动机(6)，其以平移的方式驱动具有挂钩(70)的滑动件(7)，该挂钩(70)用于钩住旋转平移销(3)以将其锁定。
电动机(6)具有轴(60)，其上安装有具有与旋转平移销的轴线(Y)和与摇杆的枢转轴线(X)相垂直的轴线(Z)的螺钉(8)。螺钉(8)与存在于滑动件(7)中的内螺纹(71)接合，以此方式使滑动件(7)沿螺钉的轴线(Z)线性平移。
可以对本发明的实施例进行许多变化和修改，这些实施例在本领域的专家的可及范围内，在任何情况下都落在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种具有摇杆的盖关闭装置(100)，包括：
-箱体(1)，
-旋转平移销(3)，安装于所述箱体(1)内，能够引起围绕与旋转平移销的轴线共轴的轴线(Y)进行的旋转平移，所述旋转平移销(3)具有用于钩住盖的挂钩的头部(30)，
-推动所述旋转平移销的弹出弹簧(M1)，
-在所述箱体(1)内枢转的心形凸轮(5)，所述心形凸轮具有形成基本为心形的闭合回路的轨道(50、51)，以及
-在所述箱体(1)内枢转的摇杆(4)，其具有垂直于所述旋转平移销的轴线(Y)的枢转轴线(X)，所述摇杆具有：设置在所述摇杆的第一端处的叉部(43)，所述叉部与所述旋转平移销相啮合，以及设置在所述摇杆的第二端处的从动机构(46)，其在所述心形凸轮的轨道(50、51)中滑动，其特征在于，
所述摇杆(4)是完全刚性的且不具有柔性，并且以如下方式在所述箱体(1)中枢转，所述方式为：留下间隙，以使所述摇杆沿着枢转轴线(X)平移，使得所述摇杆的从动机构(46)能跟随心形凸轮的轨道，
所述盖关闭装置还包括位于所述箱体的侧壁(15)与所述摇杆(4)之间的弹簧机构(M2)，用于补偿和抑制摇杆沿该摇杆的枢转轴线(X)的平移。
2.根据权利要求1所述的盖关闭装置，其中，所述摇杆臂(4)包括杆(40)、第一柄(41)和第二柄(42)，所述第一柄(41)和第二柄(42)沿所述摇杆的枢转轴线(X)以相对的方向从杆(40)突出，所述摇杆的所述第一柄(41)和第二柄(42)旋转地结合在分别存在于箱体的中间壁(10)中和存在于箱体的侧壁(15)中的第一底座(11)和第二底座(12)中，所述箱体的第一和第二底座(11、12)以允许所述摇杆的第一和第二柄(41、42)沿所述摇杆的枢转轴线(X)平移的方式形成。
3.根据权利要求2所述的盖关闭装置，其中，所述弹簧机构(M2)位于所述箱体的第二底座(12)内，并推压所述摇杆的第二柄(42)。
4.根据权利要求3所述的盖关闭装置，其中，所述摇杆的第二柄(42)具有用于接纳所述弹簧机构(M2)一端的凹入的壳体(48)。
5.根据权利要求3或4所述的盖关闭装置，其中，所述摇杆的第一柄(41)具有圆形的头部(47)，并且所述箱体的中间壁的第一底座(11)倒圆，使得在所述摇杆的第一柄(41)与所述箱体的中间壁的第一底座(11)之间产生球形结合。
6.根据权利要求2所述的盖关闭装置，其中，所述摇杆的第一柄(41)和第二柄(42)为截锥形状。
7.根据权利要求1或2所述的盖关闭装置，其中，所述摇杆的叉部(43)包括两个臂(44a、44b)，且所述叉部的每个臂(44a、44b)的端部具有指向所述叉部的内面的销(45a、45b)；所述臂(44a、44b)位于不同的平面，即，相对于第二臂(44b)所在的平面，第一臂(44a)位于较低位置的平面上，并且所述销(45a、45b)不对齐；所述销(45a、45b)结合在存在于所述旋转平移销上的具有螺旋形状的半环形槽(32)上。
8.根据权利要求1或2所述的盖关闭装置，其中，所述摇杆的叉部(43)包括两个臂(44a、44b)，并且所述两个臂(44a、44b)的厚度与所述摇杆的杆(40)的厚度基本相同。
9.根据权利要求1或2所述的盖关闭装置，其中，所述摇杆(4)以通过浇铸刚性材料而一体成型的形式存在。
10.根据权利要求9所述的盖关闭装置，其中，所述摇杆(4)由金属制成。
11.根据权利要求10所述的盖关闭装置，其中，所述摇杆(4)由锌合金制成。
12.根据权利要求11所述的盖关闭装置，其中，所述摇杆(4)由铝制成。
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