CN110234897A - 摩擦离合器机构 - Google Patents

Abstract

用于交通工具转向柱的摩擦离合器机构被公开。

Description

摩擦离合器机构

发明背景

本发明涉及可在交通工具的转向系统中使用的摩擦离合器机构。在交通工具中，如果存在有困难，例如，转向系统的故障，则需要保持对于交通工具的方向。使交通工具保持在已知方向上有助于避免来自原始问题的附加并发问题。还期望的是，一旦已意识到问题，则交通工具的操作者可重新获得交通工具的转向控制。

发明内容

用于交通工具转向柱的摩擦离合器机构被公开。

在考虑了优选实施例的以下详细描述和附图之后，本发明的其它目的和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。

附图说明

图1是本发明的侧视透视图。

图2是分解侧视透视侧视立面图。

图3是部分侧视立面图。

图4是本发明的截面侧视立面图。

图5是本发明的部件的分解透视图。

图6是截面侧视立面图。

图7是部分侧视立面图。

图8是本发明的部件的分解透视图。

图9是本发明的侧视截面立面图。

图10是部分截面侧视立面图。

图11是分解透视图。

图12是本发明的部件的分解透视图。

图13是本发明的部件的截面侧视立面图。

图14是分解截面侧视立面图。

图15是截面侧视立面图。

图16是分解截面侧视立面图。

本发明的具体描述

本发明涉及可用于控制交通工具中转向柱运动的摩擦离合器机构。在某些情况下，例如，转向系统的故障，离合器可被接合，以使转向件保持就位，并且使交通工具维持在稳定方向上。转向系统将被保持就位，直到交通工具的使用者克服离合器的摩擦负荷，由此，交通工具的操作者将恢复对于交通工具的转向系统的控制。通过参考附图结合以下描述而将更容易地理解本发明的细节。

如在图1-5中显示的，摩擦离合器机构5是转向柱7的部分，所述转向柱7用于以本领域中熟知的方式控制交通工具的转向轮。转向柱7包括被定位在管11中的转向轴9，并且管11被定位在护套主体15中。护套主体15以本领域中熟知的方式紧固到交通工具。转向轴9从管11延伸的端部具有第一端部10，所述第一端部10被设计成紧固到方向盘，其中，方向盘可用于旋转转向轴，以控制交通工具的转向轮。

在管11内，套筒17围绕转向柱9定位。套筒17被设计成接合转向轴9，使得转向轴9的旋转将导致套筒17也旋转。套筒具有第一端部18和第二端部19。肩部21形成在套筒17中在第一端部18上，并且多个螺纹23被定位在套筒的第二端部19上。第一摩擦垫圈25被定位在套筒17上，并且放置在第一端部18上抵靠肩部21。具有被定位在外表面30上的多个齿31的锁定轴环29被定位在套筒17上。锁定轴环具有被定位抵靠第一摩擦垫圈25的第一端部32。第二摩擦垫圈27被定位在套筒17上，并且与锁定轴环29的第二端部33接合。第一和第二摩擦垫圈和锁定轴环29被可旋转地定位在套筒17的外表面20上。在锁定螺母37上的多个螺纹39接合套筒的第二端部19上的多个螺纹23的情况下，具有多个螺纹39的锁定螺母37被定位在套筒17上。锁定螺母37还接合第二摩擦垫圈27从锁定轴环29间隔开的侧部。锁定螺母37被设计成抵靠第二摩擦垫圈27施加从大约600 N（牛顿）至大约4500 N的偏置力，这将导致第二摩擦垫圈接合锁定轴环29的第二端部33，这导致锁定轴环的第一端部32接合第一摩擦垫圈25。可通过锁定螺母被多远旋拧到套筒螺纹上而调整由锁定螺母产生的偏置力。来自锁定螺母37的偏置力将因此导致第一摩擦垫圈25在套筒17上接合肩部21。从大约90 N至大约1500 N的摩擦力将在第一和第二摩擦垫圈与锁定轴环29之间产生。可基于交通工具制造商的需要而增加或减小偏置力和摩擦力。部件的尺寸、所使用的材料和锁定螺母的紧密性将允许微调摩擦离合器，用于交通工具的特定要求。此可调性特征进一步增强摩擦离合器对于各种交通工具和交通工具制造商的可用性。

如在图12-16中显示的，外部控制器43被定位成与转向柱7的管11相邻。外部控制器包括具有第一端部47的螺栓45，并且第一端部具有多个齿49，所述齿49被设计成与锁定轴环29上的多个齿31啮合性地接合。螺栓45被可移动地定位在用于控制器的壳体53中在孔51中。驱动机构可被定位在控制器43的壳体中，以导致螺栓45在朝向和远离锁定轴环29的方向上移动。附图显示了螺栓45，其中，多个齿49与锁定轴环配合性地接合，并且其中，螺栓45从锁定轴环间隔开。在本领域中已知的各种驱动机构可用于导致螺栓45在孔51中移动。外部控制器43可被接合，以使螺栓39在朝向转向柱 7的方向上前进，使得螺栓45的第一端部47上的多个齿49接合锁定轴环29上的齿31。

在交通工具的操作中，可存在的情况是，其中期望对于一段时间维持交通工具的转向位置。作为示例，如果转向系统中存在有故障，则可期望维持对于交通工具的当前转向位置，直到可做出纠正措施。在此类情况下，外部控制器可被激活，以使螺栓45前进，以接合锁定轴环29。螺栓45的接合将防止锁定轴环旋转。随着通过由锁定螺母37和第一和第二摩擦垫圈25、27提供的偏置力而使锁定轴环29紧固到套筒17，将通过螺栓45与锁定轴环29的接合而使套筒17保持就位免于旋转。随着套筒17被紧固到转向柱7的转向轴9，将通过在外部控制器43中激活螺栓45而使转向轴9保持在固定位置中。

如果期望改变交通工具的转向轮的位置，则将必要的是，交通工具的使用者使用被附接到转向轴9的方向盘，并且为方向盘提供旋转力，所述旋转力大于摩擦力，所述摩擦力由锁定螺母37通过第一和第二摩擦垫圈抵靠锁定轴环29提供。一旦被应用到方向盘的旋转力超过摩擦力，则套筒17将能够相对于锁定轴环29旋转，交通工具的转向将由交通工具的使用者控制。在第一和第二摩擦垫圈与锁定轴环29之间由偏置力（所述偏置力由锁定螺母37产生）提供的摩擦将增加旋转方向盘所需的力，使得交通工具的使用者将意识到转向系统存在有问题，并且应采取适当措施，以解决转向系统中的问题。摩擦水平（必须克服所述摩擦水平，以恢复交通工具的手动转向）可由锁定螺母37在套筒17上的位置选择。一旦锁定螺母在期望位置中，则建立并且维持摩擦水平。锁定螺母可包括螺纹锁定特征，一旦所述螺纹锁定特征被接合，则将防止锁定螺母在套筒17上移动。锁定螺母的此特征用于确保由锁定螺母产生的期望力得到维持。锁定螺母在套筒17上的多个螺纹23上前进得越多，则由第一和第二摩擦垫圈抵靠锁定轴环29施加的偏置力越大，并且由第一和第二摩擦垫圈产生的摩擦负荷（必须克服所述摩擦负荷，以使套筒17从锁定轴环29脱离）越高。还应理解的是，可更改或改变第一和第二摩擦垫圈的摩擦材料，以调整通过锁定螺母和摩擦垫圈相互作用而实现的扭矩值。这进一步允许摩擦离合器能够产生转向系统中所期望的阻力水平。

图1和6-8显示了可用于控制交通工具的转向位置的可选系统。这些附图的机构与先前描述的机构相似，并且将不与先前已提供的此细节一样详细地描述相似部件。

在此可选例中，螺旋弹簧53被定位在转向轴9上，并且转向轴具有肩部55，所述肩部55被设置用于接合螺旋弹簧53的一个端部。第一摩擦楔部57被定位在轴上。第一摩擦楔部在第一端部60上具有凸缘59，并且凸缘被设置成接合螺旋弹簧53从肩部55间隔开的端部。第一摩擦楔部57的表面63以圆锥形形状从第一端部60延伸到第二端部61，使得第一摩擦楔部的直径从第一端部60到第二端部61逐渐减小。在外表面上具有多个齿31的锁定轴环29被定位在转向轴9上，并且锁定轴环的第一端部32被设计成配合性地接合第一摩擦楔部57的圆锥形表面63。第二摩擦楔部58（与先前讨论的第一摩擦楔部57具有相同形状）被定位在转向轴9上。第二摩擦楔部的圆锥形表面63被设计成接合锁定轴环29的第二端部33的内部。具有多个接合齿67的无背部（no-back）垫圈被定位在转向轴9上与第二摩擦楔部58的第二端部61上的凸缘59相邻。第一和第二摩擦楔部57、59被紧固到转向轴9，使得当转向轴被导致旋转时，第一和第二摩擦楔部旋转。无背部垫圈65被设计成被可移动地定位在转向轴9上，使得第二摩擦楔部59将接合锁定轴环29，并且第一摩擦楔部57将摩擦性地接合锁定轴环29的第一端部，并且螺旋弹簧53将被压缩。由螺旋弹簧53产生的偏置力水平由无背部垫圈65在转向轴9上的位置确定。随着无背部垫圈朝向螺旋弹簧53前进，偏置力将增加。一旦无背部垫圈在期望位置中，则建立并且维持摩擦水平。无背部垫圈的设计允许的是，一旦无背部垫圈在轴上前进到期望位置，则其在轴上保持在期望位置中。来自螺旋弹簧的大约170N至大约1600 N的偏置力已被发现是足够的。第一和第二摩擦楔部将产生从大约42 N至大约240 N的摩擦力，所述摩擦力使锁定轴环29紧固到第一和第二摩擦楔部。随着转向轴9旋转，此摩擦力将导致锁定轴环29与第一和第二摩擦楔部一起旋转。可基于交通工具制造商的需要而增加或减小偏置力和摩擦力。部件的尺寸、所使用的材料和无锁定垫圈的紧密性将允许微调摩擦离合器，用于交通工具的特定要求。此可调性特征进一步增强摩擦离合器对于各种交通工具和交通工具制造商的可用性。

如在图12-16中显示的，具有螺栓45的外部控制器43以先前描述的方式被定位成与转向柱7相邻。外部控制器43的接合将使螺栓45以先前描述的方式接合锁定轴环29。螺栓45与锁定轴环的接合将防止锁定轴环旋转，这将防止第一和第二摩擦楔部和转向轴9旋转。如果期望获得转向系统的控制，则将必要的是，在连接到转向轴9的方向盘中提供一定水平的力，以克服两个摩擦楔部57、58与锁定轴环29之间的摩擦力。在所有其它方式中，在图6-8中公开的机构以与在图1-5中描述的机构相同的方式作用。

图1和9-11显示了对于本发明的摩擦离合器机构的另一可选例。在此可选例中，摩擦盘71被紧固地定位在位于转向柱7中的转向轴9上。肩部55被定位在转向轴9上，以接合摩擦盘的第一侧部72。在第一端部32接合摩擦盘71的第二侧部73的情况下，在外空间上具有多个齿31的锁定轴环29被可旋转地定位在轴9上。滚针轴承75可被定位在锁定轴环29的内部中，以相对于转向轴9可旋转地定位锁定轴环。在第一端部80与锁定轴环29的第二端部33接触的情况下，螺旋弹簧79被定位在轴9上。具有接合齿67的无背部垫圈65被定位在转向轴9上，以使螺旋弹簧79紧固成与锁定轴环29接合。无背部垫圈65的位置将确定螺旋弹簧抵靠锁定轴环29和摩擦盘71提供的力的量。从大约170 N至大约1600 N的偏置力通常由螺旋弹簧79提供。锁定轴环利用从大约42 N至大约240 N的摩擦力而接合摩擦盘71和螺旋弹簧79，这将导致的是，随着转向轴9旋转，锁定轴环与摩擦盘71一起旋转。可基于交通工具制造商的需要而增加或减小偏置力和摩擦力。部件的尺寸、所使用的材料和无锁定垫圈的紧密性将允许微调摩擦离合器，用于交通工具的特定要求。此可调性特征进一步增强摩擦离合器对于各种交通工具和交通工具制造商的可用性。

如在图12-16中显示的，具有螺栓45的外部控制器43被定位成与转向柱7相邻。外部控制器可被激活，以导致螺栓45接合锁定轴环29上的齿31，并且防止锁定轴环29旋转。随着锁定轴环29与摩擦盘71和螺旋弹簧79摩擦性地接合，当锁定轴环由螺栓45接合时，这些元件将不能够旋转。随着摩擦盘71被紧固到转向轴9，也将防止转向轴旋转。如果期望使得交通工具的操作者控制转向系统，则将必要的是，操作者在方向盘上提供一定水平的力，所述力将克服摩擦盘71和螺旋弹簧79与锁定轴环29之间的摩擦力。虽然部件略微不同，但是在图9-11中显示的可选机构基本上以与先前描述的摩擦离合器机构相同的方式作用。

本发明的上述详细描述为了说明性目的而给出。对于本领域技术人员将显而易见的是，在不从本发明的范围脱离的情况下，可进行许多改变和更改。相应地，前述描述的整体应被认为是说明性而非限制性的，本发明的范围仅由所附权利要求限定。

因此，除了其它内容之外，本发明还提供{文本}。本发明的各种特征和优点在以下权利要求中阐述。

Claims (19)

1.用于交通工具转向柱的摩擦离合器机构，包括：

套筒，被定位成围绕所述转向柱的转向轴，所述套筒具有第一端部和第二端部，并且多个螺纹被定位在所述第二端部上；

锁定轴环，被定位在所述套筒上，所述锁定轴环具有外表面，多个锁定齿被定位在所述外表面上；

摩擦垫圈，被定位在所述套筒上与所述锁定轴环的第二端部相邻；

锁定螺母，被定位在所述第二端部上的所述多个螺纹上，所述锁定螺母被设置成接合所述锁定垫圈从所述锁定轴环间隔开的侧部，所述锁定螺母接合第二摩擦垫圈，以抵靠所述摩擦垫圈施加偏置力，所述偏置力导致所述摩擦垫圈利用预定力接合所述锁定轴环；以及

接合装置，用于接合所述锁定轴环上的所述齿，以防止所述锁定轴环旋转，直到超过由所述摩擦垫圈施加在所述锁定轴环上的所述偏置力。

2.根据权利要求1所述的机构，其中，所述套筒具有被定位在所述第一端部上的肩部。

3.根据权利要求2所述的机构，其中，摩擦垫圈被定位在所述套筒上与所述肩部相邻。

4.根据权利要求3所述的机构，其中，所述锁定螺母抵靠摩擦垫圈施加偏置力，所述摩擦垫圈与所述锁定轴环的所述第二端部相邻，所述锁定轴环和所述摩擦垫圈被定位成与所述套筒上的所述肩部相邻。

5.根据权利要求1所述的机构，其中，所述接合装置是螺栓，所述螺栓被可滑动地定位在外部控制器中。

6.根据权利要求5所述的机构，其中，所述螺栓具有至少一个齿，在所述螺栓上的所述至少一个齿被设置成接合在所述锁定轴环的所述外表面上的所述多个锁定齿。

7.根据权利要求6所述的机构，其中，驱动机构被设置成使所述螺栓移动进入与所述锁定轴环上的所述多个齿的接合，并且移动退出与所述锁定轴环上的所述多个齿的接合。

8.用于交通工具转向柱的摩擦离合器机构，所述转向柱包括转向轴，所述机构包括：

肩部，被定位在所述转向轴上，

弹簧，被定位在所述转向轴上，所述弹簧从所述肩部间隔开的端部接合所述第一摩擦楔部的一个端部，

锁定轴环，被定位在所述转向轴上，所述锁定轴环具有被定位在所述锁定轴环的外表面上的多个齿；

第二摩擦楔部，被定位在所述转向轴上，所述第一和第二摩擦楔部接合所述锁定轴环，以使所述锁定轴环定位在所述转向轴上；

无背部垫圈，具有多个接合齿，被定位在所述转向轴上与所述第二摩擦垫圈相邻，所述接合齿接合所述转向轴，以使所述弹簧、第一和第二摩擦楔部和锁定轴环定位在所述转向轴上在期望位置中，所述无背部垫圈压缩所述弹簧，以抵靠所述第一和第二摩擦楔部和所述锁定轴环施加偏置力；

接合装置，用于接合所述锁定轴环上的所述齿，以防止所述锁定轴环旋转，直到超过由所述弹簧施加在所述锁定轴环上的所述偏置力。

9.根据权利要求8所述的机构，其中，所述第一和第二摩擦楔部具有圆锥形形状，圆锥形形状的第一和第二摩擦楔部的端部接合所述锁定轴环的内部表面。

10.根据权利要求8所述的机构，其中，所述弹簧是螺旋弹簧。

11.根据权利要求8所述的机构，其中，所述接合装置是螺栓，所述螺栓被可滑动地定位在外部控制器中。

12.根据权利要求11所述的机构，其中，所述螺栓具有至少一个齿，所述至少一个齿被设置成接合在所述锁定轴环的所述外表面上的所述多个齿。

13.根据权利要求12所述的机构，其中，驱动机构被设置在所述外部控制器中，以使所述螺栓移动进入与所述锁定垫圈上的所述多个齿的接合，并且移动退出与所述锁定垫圈上的所述多个齿的接合。

14.用于交通工具转向柱的摩擦离合器机构，所述转向柱包括转向轴，所述机构包括：

肩部，被定位在所述转向轴上；

摩擦盘，被放置定位在所述转向轴上，所述摩擦盘的一个侧部接合所述肩部；

锁定轴环，在外表面上具有多个齿，被可旋转地定位在所述转向轴上，所述锁定轴环的一个端部被定位抵靠所述摩擦盘从所述肩部间隔开的侧部；

弹簧，被定位在所述转向轴上，所述弹簧的一个端部接合背部轴环从所述摩擦盘间隔开的端部；

无背部垫圈，具有多个接合齿，被定位在所述转向轴上，所述无背部垫圈的一个侧部接合所述弹簧从所述锁定轴环间隔开的端部，所述无背部垫圈压缩所述弹簧，以抵靠所述锁定轴环和摩擦盘施加偏置力，

接合装置，用于接合所述锁定轴环上的所述齿，以防止所述锁定轴环旋转，直到超过由所述弹簧施加在所述锁定轴环上的所述偏置力。

15.根据权利要求14所述的机构，其中，轴承被定位在所述转向轴中，并且所述锁定轴环被定位在所述轴承上。

16.根据权利要求14所述的机构，其中，所述弹簧是螺旋弹簧。

17.根据权利要求14所述的机构，其中，所述接合装置是螺栓，所述螺栓被可滑动地定位在外部控制器中。

18.根据权利要求17所述的机构，其中，所述螺栓具有至少一个齿，所述至少一个齿被设置成接合在所述锁定轴环的所述外表面上的所述多个齿。

19.根据权利要求18所述的机构，其中，驱动机构被设置在所述外部控制器中，以使所述螺栓移动退出与所述锁定轴环上的所述多个齿的接合，并且移动进入与所述锁定轴环上的所述多个齿的接合。