CN1373061A - 机动车转向柱锁 - Google Patents

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Abstract

一种机动车转向柱锁包含一个锁定元件,它被一个控制元件带动着可在锁定和开启位置之间往复移动。控制元件围绕着锁定元件延伸,并且包含两个内部倾斜表面和四个终端表面,这些表面与相对于控制元件的旋转轴线彼此径向相反布置着的两个径向锁定元件凸块协作。所述凸块分别在其端部咬合着一个倾斜表面或该倾斜表面的两个终端表面中的一个,所述终端表面分别位于相对于控制元件旋转轴线正交延伸的平面内。一个倾斜表面及其终端表面沿着控制元件旋转轴线方向相对于另一个倾斜表面及其终端表面偏置,并且距控制元件旋转轴线一定距离环绕着该轴线安置,上述距离大于另一个倾斜表面及其终端表面距控制元件旋转轴线的距离。

Description

机动车转向柱锁
技术领域
本发明涉及一种用于锁定机动车转向柱的锁，其包括一个可以在锁定和开启位置之间来回往复移动的锁定元件和一个控制元件，控制元件可以被驱动器驱动着沿相反方向绕轴线来回旋转，以使锁定元件或一个与锁定元件协作的驱动元件沿任一方向轴向移动，控制元件围绕着锁定元件或其驱动元件并且包括两个内部倾斜表面，所述倾斜表面与锁定元件或其驱动元件上的两个安置在控制元件旋转轴线的径向相反侧的径向凸块协作，并且分别在相应两端中的每一个处汇合到一个位于相对于控制元件旋转轴线正交延伸的平面内的终端表面中。
背景技术
有一种这样的锁是公知的，其中锁定元件可以精确地前进到锁定或开启位置，但不能继续前进，即使控制元件随后继续旋转，也就是说，即使驱动器在锁定元件到达锁定或开启位置后不立即停止，锁定元件也不能继续前进。锁定元件或其驱动元件与控制元件以同轴的方式构成并且相互协作，这种协作需要借助于位于内部锁定元件或其内部驱动元件上的两个径向凸块，二者相对于控制元件旋转轴线排成一线并且径向相反，并且分别可以相对于控制元件旋转轴线正交移动，而且它们是弹簧加载的，协作还需要借助于位于外部控制元件上的两个内部倾斜表面以及其中一个倾斜表面上的一个终端表面和另一倾斜表面上的相应终端表面，所述终端表面布置在一个相对于控制元件旋转轴线正交延伸的公共平面内并且分别延伸直到另一或前一倾斜表面旁边。此外，上述协作是以这样的方式实现的，即锁定元件或其驱动元件将随着控制元件的旋转而沿着一定方向适当地轴向移动，以使凸块在倾斜表面上向着终端表面移动，而且当凸块移过倾斜表面而到达终端表面上后，锁定元件或其驱动元件将停止下来并且保持在所获得的轴向位置上，直至控制元件反向旋转，以导致凸块从终端表面移动到倾斜表面上，而且锁定元件或其驱动元件沿相反轴向移动，最终使凸块从所述倾斜表面移动到同样是在一个相对于控制元件旋转轴线正交延伸的公共平面内延伸的另一侧终端表面上。锁定元件或其驱动元件上的凸块可以包括两个销钉，它们安装在锁定元件或其驱动元件中的一个公共横向钻孔中，并被一个公共螺旋压缩弹簧加载(德国专利44 36 326)。
发明内容
本发明的目的是进一步改进这种现有的锁，特别是进一步减少锁中的元件数量，以更加简化组装过程和更加降低制造成本。
为了达到上述目的，本发明提供了一种机动车转向柱锁，包括：一个锁定元件，其包含两个径向凸块，并且能够在锁定与开启位置之间往复移动；一个控制元件，其可以被一个驱动器驱动着沿相反方向旋转，并且可以带动上述锁定元件沿相反方向轴向移动；上述控制元件围绕着锁定元件，并且包括用于与控制元件的上述两个径向凸块协作的第一和第二内部倾斜表面，上述凸块安置在控制元件的旋转轴线的径向相反两侧，每个上述第一和第二内部倾斜表面分别在它们的相应端部汇合到相应的第一和第二以及第三和第四终端表面中，上述终端表面安置在相对于控制元件的旋转轴线正交延伸的相应平面内；控制元件的第一倾斜表面以及第一倾斜表面的相应第一和第二终端表面沿着控制元件旋转轴线相对于控制元件的第二倾斜表面以及第二倾斜表面的相应第三和第四终端表面偏置着，上述第一和第二倾斜表面以及它们的相应终端表面安置在距离控制元件旋转轴线不同距离处并且环绕着该轴线延伸；锁定元件的两个凸块相对于锁定元件安装在静止状态，而且与控制元件上的距离控制元件旋转轴线较远的倾斜表面及其相应的距离控制元件旋转轴线较远的终端表面相协作的锁定元件第一凸块安置得沿着控制元件旋转轴线与上述锁定元件的第二凸块适当地相隔并且比第二凸块长适当的长度，第二凸块被安置得与控制元件的第二倾斜表面及其相应终端表面协作。
附图简述
下面结合附图描述本发明的锁的解释性实施例，在附图中：
图1是沿着图2中的箭头I的方向所作俯视图，示出了处于锁定状态并且拆除了罩盖后的锁，
图2是沿着图1中的剖线II-II所作的剖视图，
图3是沿着图2中的剖线III-III所作的剖视图，
图4是与图2类似的剖视图，其中锁定元件位于准备锁定的位置，
图5是沿着图4中的剖线V-V所作的剖视图，
图6是与图1类似的俯视图，其中锁定元件位于开启状态，
图7是沿着图6中的剖线VII-VII所作的剖视图，
图8是沿着图7中的剖线VIII-VIII所作的剖视图，
图9是沿着图6中的剖线IX-IX所作的剖视图，
图10是控制元件的俯视图，
图11是沿着图10中的剖线XI-XI所作的剖视图，
图12是沿着图10中的剖线XII-XII所作的剖视图。
优选实施例详细描述
图中所示的锁包括一个壳体2，其被一个罩盖1密封着，并且用于锁定图2至5中所示的机动车转向柱3，这是通过一个锁定元件4与一个固定在转向柱3上并且具有锁定槽6的管转锁定套筒5相协作而实现的。转向柱3和锁定套筒5被一个管体(未示出)封闭，壳体2即固定在该管体上。锁定元件4被成形为一个矩形横截面的螺栓，并且以能够轴向移动的方式安置在壳体2中的具有匹配横截面的孔7中，上述孔7的纵向轴线8与转向柱3的纵向轴线9正交。这里使用的术语“锁定元件”应当理解为包含图中所示的单一元件4或由一个驱动元件和一个锁定装置构成的组件(未示出)，其中驱动元件与一个将在后文描述的控制元件协作并与锁定装置协作，以使锁定元件随着控制元件的运动而动作。
锁定元件4可以在一方面如图2和3所示的锁定位置与另一方面如图7至9所示的开启位置之间往复(来回)移动，在锁定位置，锁定元件通过它的邻近于转向柱3的端部10咬合着锁定套筒5上的一个锁定槽6，以使转向柱3无法转动，在开启位置，锁定元件4不再通过其端部10与锁定套筒5上的锁定槽6咬合，因此将转向柱3释放，以使后者能够转动。
本发明包含一个控制元件12，其可以被一个可逆电机11以可逆的方式驱动着旋转，以使锁定元件4沿一个方向轴向移动到开启位置和沿相反方向轴向移动到锁定位置。控制元件12基本上与锁定元件4同轴并且包围着后者。它还被如图3所示地支承在壳体2中，以便能够绕着一条轴线13旋转，该轴线在一个平面N中延伸并且平行于容纳着锁定元件4的孔7的纵向轴线8。平面N平行于一个包含孔7的纵向轴线8和转向柱3的纵向轴线9平面M延伸。控制元件12布置在壳体12上的一个与旋转轴线13同轴的环形表面14与罩盖1的内部凸块15上的一个也与旋转轴线13同轴的圆环之间。控制元件包含外部齿16，它们与一个固定在电机11的输出轴上的驱动小齿轮或蜗杆18啮合。电机11可以是12伏直流电机，它可以通过转换施加的电压而改变旋转方向，并且在没有施加电压时保持静止。
内部锁定元件4上配备有第一外部凸块19，它与外部控制元件22的第一内部倾斜表面20以及第一和第二内部终端表面21和22协作。内部锁定元件4上还配备有第二外部凸块23，它与外部控制元件22的第二内部倾斜表面24以及其第三和第四内部终端表面25和26协作。
如图10至12中特别清楚地显示，控制元件12的第一倾斜表面20在其一端27处汇合到第一终端表面21中，并在另一端28处汇合到第二终端表面22中。控制元件12的第二倾斜表面24在其端部29、30处汇合到第三和第四终端表面25和26中。控制元件12的第一和第二倾斜表面20和24具有相同的斜度。终端表面21、22、25、26分别安置在相对于控制元件12的旋转轴线13正交延伸的平面内。
控制元件12的第一倾斜表面20及其第一和第二终端表面21和22沿着控制元件12的旋转轴线13的方向相对于控制元件12的第二倾斜表面24及其第三和第四终端表面25和26偏置了距离H，如图11所示。此外，控制元件12的第一倾斜表面20及其第一和第二终端表面21和22安置在距控制元件12的旋转轴线13一段距离A处，该距离A大于控制元件12的第二倾斜表面24及其第三和第四终端表面25和26相对于控制元件12的旋转轴线13安置的距离A′。
锁定元件4的第一凸块19和第二凸块23相对于用于驱动锁定元件4的控制元件12的旋转轴线13沿大致径向伸出，具体地讲，是相对于控制元件12的旋转轴线13在径向相反侧上伸出。锁定元件4的第一凸块19沿着控制元件12的旋转轴线13相对于第二凸块23偏置的距离与控制元件12的第一倾斜表面20及其第一和第二终端表面21和22沿相同方向相对于控制元件12的第二倾斜表面24及其第三和第四终端表面25和26偏置的距离完全相等，具体地讲，是沿着图2和3中的向上方向偏置了图11所示的距离H。此外，锁定元件4的第一凸块19的长度L比锁定元件4的第二凸块23的长度L′大一段长度，该段长度等于控制元件12的第一倾斜表面20及其第一和第二终端表面21和22距控制元件12的旋转轴线13的距离A与控制元件12的第二倾斜表面24及其第三和第四终端表面25和26距控制元件12的旋转轴线13的距离A′之间的差值。
如图3和6所示，包含锁定元件4的第一凸块19的纵向轴线31和第二凸块23的纵向轴线32在内的平面P从控制元件12的旋转轴线13偏置出来。控制元件12的旋转轴线13和包含旋转轴线13在内的平面N平行于平面P延伸并且距后者很小的距离。
如图10至12中特别清楚地显示，控制元件12分别在第一终端表面21上的远离第一倾斜表面20的端部33处和第二终端表面22上的远离第一倾斜表面20的端部34处包含内部止动表面35和36，止动表面35和36平行于控制元件12的旋转轴线13延伸。止动表面35和36与锁定元件4的第一凸块19相关和协作。控制元件12还分别在第三终端表面25上的远离第二倾斜表面24的端部37处和第四终端表面26上的远离第二倾斜表面24的端部38处包含内部止动表面39和40，这些止动表面39和40也平行于控制元件12的旋转轴线13延伸。止动表面39和40与锁定元件4的第二凸块23相关和协作。
控制元件12的第一倾斜表面20及其第一和第二终端表面21和22，以及控制元件12的第二倾斜表面24及其第三和第四终端表面25和26，分别组合延伸通过大约为360°的扇形角α，即它们几乎完全围绕着控制元件12的旋转轴线13延伸，只留下两个止动表面35、36之间以及相应两个止动表面39、40之间的终端间隔。控制元件12的第一倾斜表面20及其第一和第二终端表面21和22，以及第二倾斜表面24及其第三和第四终端表面25和26，它们每一段分别延伸通过大约为120°的扇形角β。在图11和12中位于下部的第一终端表面21和在图11和12中位于上部的第四终端表面26位于同一平面R内，该平面相对于控制元件12的旋转轴线13正交延伸。
一个螺旋压缩弹簧41安装在锁定元件4与壳体2的罩盖1之间，并将锁定元件4的第一凸块19推压抵靠在控制元件12的第一倾斜表面20及其第一和第二终端表面21和22上，同时将锁定元件4的第二凸块23推压抵靠在控制元件12的第二倾斜表面24及其第三和第四终端表面25和26上。
如图9中最清楚地显示，锁定元件4的第一和第二凸块19和23分别包括一个圆柱销42、43，它们分别压配在锁定元件4的圆柱形横向钻孔44、45中。
控制元件12是一个模铸件。它可以由金属材料或塑料在模铸机中非常经济性地加工出来。
上面描述的机动车转向柱锁是以下面的方式操作的：
当锁定元件4位于锁定位置时，其第一凸块19支靠在控制元件12的第一终端表面21上，其第二凸块23支靠在控制元件12的第三终端表面25上，如图1和2所示。为了将锁定元件4抵抗着螺旋压缩弹簧41的推压力移出锁定位置，并且沿着图2中的箭头E的方向轴向移动到开启位置，电能施加到电机11上，后者沿着箭头F的方向带着驱动小齿轮或蜗杆18旋转，以沿着箭头G的方向驱动控制元件12运动，如图1所示。其结果是，位于第一凸块19下面的第一终端表面21和位于第二凸块23下面的第三终端表面25将移开，而第一凸块19移动到控制元件12的第一倾斜表面20上，第二凸块23移动到第二倾斜表面24上，以使这些凸块在上述倾斜表面上移至控制元件12的第二和第四终端表面22和26上。在图6所示的控制元件12的旋转位置之前很短距离的旋转位置(未示出)处，第一凸块19到达并移动到第二终端表面22上，第二凸块23到达并移动到第四终端表面26上。在控制元件12的这个旋转位置(未示出)处，锁定元件4已经到达开启位置并且保持在该位置上，即使控制元件12继续沿着箭头G的方向移至图6所示旋转位置并且超出该位置，直至控制元件12上的位于第二终端表面22的端部34处和位于第四终端表面26的端部38处的两个止动表面36和40分别抵靠在第一和第二凸块19和23上。一个限位开关46在锁定元件4到达开启位置时会被它启动，从而将电机11的电源切断，对于从此时开始直至电机11实际停止运转这段时间内控制元件12所执行的旋转动作而言，使控制元件12能够沿着箭头G的方向偏转大约120°的旋转角度，这在可靠性上是足够的。
为了使锁定元件4能够在螺旋压缩弹簧41的作用下沿着图7中的箭头V的方向从开启位置轴向移动到锁定位置，电机11以这样的方式通电，即沿着与前面所述相反的方向旋转，从而使电机11带着驱动小齿轮或蜗杆18和控制元件12二者反向旋转，即分别沿着图6中的箭头W和箭头X的方向旋转。一旦锁定元件4的第一凸块19从控制元件12的第二终端表面22移动到第一倾斜表面20上，同时锁定元件4的第二凸块23从控制元件12的第四终端表面26移动到第二倾斜表面24上，锁定元件4就开始进行上述轴向移动。一旦第一凸块19从第一倾斜表面20移动到第一终端表面21上，同时第二凸块23从第二倾斜表面24移动到第三终端表面25上，锁定元件4的轴向移动就结束了。此后，控制元件12可以沿着箭头X的方向旋转到图1所示旋转位置并且超出该位置，直至控制元件12上的位于第一和第三终端表面21和25的端部33和37处的两个止动表面35和39分别咬合在第一和第二凸块19和23上。对于在预定供电时间结束而将电机11的电源切断之后直至电机11实际停止运转这段时间内控制元件12所执行的旋转动作而言，使控制元件12能够沿着箭头X的方向滑行通过大约120°的旋转角度，这肯定是足够的。
如图4和5所示，控制元件12可以沿着箭头X(图6)的方向自由旋转到图1中的旋转位置，即使安装在转向柱3上的锁定套筒5上的锁定槽6均不与锁定元件4对准，因而不能容纳锁定元件的自由端10。一旦转向柱3转动而使得锁定套筒5上的与锁定元件4相邻的两个锁定槽6中的一个对准锁定元件4，锁定元件4就会在螺旋压缩弹簧41的作用下沿着图4中的箭头V的方向移动，以使其端部10咬合在与之对准的锁定槽6中，并且占据图2和3所示的锁定位置。
可以理解，前面描述了本发明的一个优选实施例，但在不超出附属权利要求书中所确定的发明的前提下，可以对描述的结构作出修改，而这些修改均包含在本领域的普通技术人员所掌握的知识范围内，同时又不会显著改变本发明。

Claims (12)

1.一种机动车转向柱锁，包括：一个锁定元件，其包含两个径向凸块，并且能够在锁定与开启位置之间往复移动；一个控制元件，其可以被一个驱动器驱动着沿相反方向旋转，并且可以带动上述锁定元件沿相反方向轴向移动；上述控制元件围绕着锁定元件，并且包括用于与控制元件的上述两个径向凸块协作的第一和第二内部倾斜表面，上述凸块安置在控制元件的旋转轴线的径向相反两侧，每个上述第一和第二内部倾斜表面分别在它们的相应端部汇合到相应的第一和第二以及第三和第四终端表面中，上述终端表面安置在相对于控制元件的旋转轴线正交延伸的相应平面内，其特征在于：
控制元件的第一倾斜表面以及第一倾斜表面的相应第一和第二终端表面沿着控制元件旋转轴线相对于控制元件的第二倾斜表面以及第二倾斜表面的相应第三和第四终端表面偏置着，上述第一和第二倾斜表面以及它们的相应终端表面安置在距离控制元件旋转轴线不同距离处并且环绕着该轴线延伸；
锁定元件的两个凸块相对于锁定元件安装在静止状态，而且与控制元件上的距离控制元件旋转轴线较远的倾斜表面及其相应的距离控制元件旋转轴线较远的终端表面相协作的锁定元件第一凸块安置得沿着控制元件旋转轴线与上述锁定元件的第二凸块适当地相隔并且比第二凸块长适当的长度，第二凸块被安置得与控制元件的第二倾斜表面及其相应终端表面协作。
2.如权利要求1所述的锁，其特征在于，控制元件包括分别位于每个终端表面的与汇合到上述终端表面中的倾斜表面相距较远的那个端部上的一个止动表面，上述止动表面与锁定元件上的与上述终端表面相协作的那个凸块协作。
3.如权利要求1所述的锁，其特征在于，控制元件的每个倾斜表面及其相应的两个终端表面集中起来延伸通过大约为360°的扇形角(α)。
4.如权利要求3所述的锁，其特征在于，控制元件的每个倾斜表面及其相应的两个终端表面分别延伸通过大约为120°的扇形角(β)。
5.如权利要求3所述的锁，其特征在于，分别与控制元件的一个倾斜表面和另一个倾斜表面相关联并且沿着控制元件旋转轴线方向彼此相互邻近的两个终端表面位于同一平面(R)内，该平面相对于控制元件的旋转轴线正交延伸。
6.如权利要求1所述的锁，其特征在于，控制元件是筒形的。
7.如权利要求1所述的锁，其特征在于，控制元件包含外部齿，它们被安置得与一个驱动小齿轮或驱动蜗杆啮合。
8.如权利要求1所述的锁，其特征在于，控制元件是一个模铸件。
9.如权利要求1所述的锁，还包含弹簧装置，其被安置得以这样的方式推压锁定元件，即锁定元件的所述凸块被推压抵靠在控制元件的倾斜表面以及上述倾斜表面的终端表面上。
10.如权利要求1所述的锁，其特征在于，控制元件的旋转轴线从一个平面(P)偏置出来，该平面平行于控制元件的旋转轴线延伸并且包含锁定元件的所述凸块的纵向轴线。
11.如权利要求1所述的锁，其特征在于，锁定元件的所述凸块分别包括一个压配在锁定元件的横向钻孔中的销钉。
12.如权利要求1所述的锁，其特征在于，上述驱动其包括一个可逆电机。
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