專(zhuān)利名稱(chēng)：鎖組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎖組件，其用于機(jī)動(dòng)車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)，也用于工業(yè)和其它越野傳動(dòng)系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及適合于選擇性地鎖定軸或其它旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)位置的鎖組件。
背景技術(shù)：
諸如車(chē)輛的停車(chē)鎖的鎖機(jī)構(gòu)通常手動(dòng)地操作。然而，這意味著它們可能受到操作者的濫用處理。例如，如果嘗試在高車(chē)速下進(jìn)行接合，那么通過(guò)鎖部件及其安裝部件的載荷可能會(huì)過(guò)量。另外，手動(dòng)操作的鎖往往需要詳細(xì)的動(dòng)態(tài)分析、測(cè)試和改進(jìn)，以確保各部件充分地耐用。電氣地操作的停車(chē)鎖可以顯著地降低詳細(xì)分析和測(cè)試其各部件的需要，原因是可以通過(guò)它們的電氣控制系統(tǒng)防止它們的濫用操作。但是，它們必須被構(gòu)造成使得當(dāng)車(chē)輛的動(dòng)力斷開(kāi)時(shí)停車(chē)鎖接合且相關(guān)的軸被鎖定。因此，在由螺線(xiàn)管致動(dòng)的系統(tǒng)的情況下，其必須被構(gòu)造成使得當(dāng)螺線(xiàn)管未 通電時(shí)鎖接合。這意味著，在正常車(chē)輛操作期間在全部時(shí)間都需要電力，以保持停車(chē)鎖脫開(kāi)。鎖的電氣系統(tǒng)的恒定操作是車(chē)輛動(dòng)力源上的恒定輸出，還可能由于相關(guān)的發(fā)熱而危及制動(dòng)器的耐久性。電氣地操作的系統(tǒng)還可以由馬達(dá)提供動(dòng)力。這可以不需要用于鎖的恒定的動(dòng)力來(lái)在車(chē)輛使用期間保持脫開(kāi)。然而，馬達(dá)的尺寸可能導(dǎo)致包裝問(wèn)題，并且使馬達(dá)適應(yīng)于車(chē)輛機(jī)械系統(tǒng)可能導(dǎo)致額外的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于選擇性地鎖定諸如軸的可旋轉(zhuǎn)地安裝的物體的旋轉(zhuǎn)位置的鎖組件，其包括:致動(dòng)器，該致動(dòng)器具有推動(dòng)器，通過(guò)使致動(dòng)器通電，推動(dòng)器能夠在兩個(gè)靜止位置之間運(yùn)動(dòng)，其中推動(dòng)器通過(guò)致動(dòng)器產(chǎn)生的無(wú)源磁力保持在兩個(gè)靜止位置的每個(gè)靜止位置中；鎖定結(jié)構(gòu)，該鎖定結(jié)構(gòu)能夠在第一構(gòu)造和第二構(gòu)造之間切換，在第一構(gòu)造中，軸的旋轉(zhuǎn)不受鎖定結(jié)構(gòu)的影響，在第二構(gòu)造中，軸的連續(xù)旋轉(zhuǎn)受到鎖定結(jié)構(gòu)阻止；以及連接件，該連接件處于推動(dòng)器和鎖定結(jié)構(gòu)之間，其中鎖組件被布置成使得在推動(dòng)器的一個(gè)靜止位置中，鎖定結(jié)構(gòu)處于其第一構(gòu)造且軸能夠自由旋轉(zhuǎn)，在推動(dòng)器的另一個(gè)靜止位置中，鎖定結(jié)構(gòu)被朝向其第二構(gòu)造推壓且被鎖定到其第二構(gòu)造中。因?yàn)橹聞?dòng)器的推動(dòng)器通過(guò)致動(dòng)器產(chǎn)生的無(wú)源磁力保持就位，所以不需要連續(xù)地或延伸地向致動(dòng)器施加電流。這顯著地減低了裝置的能量消耗，并且避免了與恒定供電的裝置相關(guān)的電氣問(wèn)題。因?yàn)殒i組件是被供電的，所以能夠結(jié)合控制系統(tǒng)來(lái)操作該鎖組件，該控制系統(tǒng)防止了將導(dǎo)致部件損壞的危險(xiǎn)狀況或條件下的接合。相對(duì)于手動(dòng)地操作的鎖，這降低了其機(jī)械部件的大量分析和測(cè)試的需要。此外，避免了手動(dòng)地操作的停車(chē)制動(dòng)裝置可能出現(xiàn)的偏移纜線(xiàn)絕緣問(wèn)題。不需要偏移纜線(xiàn)還去除了相關(guān)的噪聲和振動(dòng)傳動(dòng)裝置問(wèn)題，并且降低了停車(chē)鎖組件的成本和重量。根據(jù)本發(fā)明的鎖組件可以是小型的、輕量化的，并且相對(duì)于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的手動(dòng)操作的系統(tǒng)具有少的部件數(shù)量。組件的連接件可以被布置成使得當(dāng)推動(dòng)器運(yùn)動(dòng)到其另一個(gè)靜止位置中時(shí)，連接件將鎖定結(jié)構(gòu)朝向其第二構(gòu)造回彈性地推壓。連接件的一部分可以回彈性地推壓鎖定結(jié)構(gòu)，以將其朝向其第二構(gòu)造推壓。這種回彈性推壓力可以由回彈性壓縮部件或回彈性可延伸部件提供，其中，分別由于部件的壓縮或延伸而施加力。例如，其可以是彈簧，例如螺旋彈簧。連接件可以被布置成使得當(dāng)推動(dòng)器處于其另一個(gè)靜止位置中時(shí)，鎖定結(jié)構(gòu)被推壓向其第二構(gòu)造。這種順從對(duì)于致動(dòng)器是有利的，其利用無(wú)源磁力保持該推動(dòng)器的位置。這是因?yàn)椋词规i定結(jié)構(gòu)初始沒(méi)有運(yùn)動(dòng)到其第二構(gòu)造中，推動(dòng)器也能夠完全運(yùn)動(dòng)到其靜止位置中，在該靜止位置處，其被牢固地保持而不需要額外的電能輸入。連接件具有的事實(shí)在于，鎖定結(jié)構(gòu)從其第二構(gòu)造移除，且鎖定結(jié)構(gòu)被繼續(xù)朝向該構(gòu)造推壓，而不需要額外的電力輸入。連接件可以被布置成使得當(dāng)鎖定結(jié)構(gòu)處于阻止軸進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)的其第二構(gòu)造中時(shí)，連接件防止鎖定結(jié)構(gòu)從其第二構(gòu)造中移出。這樣，除了傳遞推動(dòng)器到鎖定結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)之外，連接件還實(shí)現(xiàn)將鎖定結(jié)構(gòu)鎖定在其第二構(gòu)造中。在優(yōu)選的實(shí)施例中，連接件和鎖定結(jié)構(gòu)中的一個(gè)限定了凸輪表面，而另一個(gè)限定了凸輪從動(dòng)件，當(dāng)推動(dòng)器運(yùn)動(dòng)到其另一個(gè)靜止位置中時(shí)，凸輪表面和凸輪從動(dòng)件被回彈性地推壓在一起。凸輪表面和凸輪從動(dòng)件可以布置成使得在鎖定結(jié)構(gòu)已經(jīng)被推壓到其第二構(gòu)造中之后，通過(guò)凸輪表面和凸輪從動(dòng)件之間的相互作用防止鎖定結(jié)構(gòu)從其第二構(gòu)造中移出。

鎖定結(jié)構(gòu)可以包括爪，爪用于與隨著軸旋轉(zhuǎn)的帶有齒的周向表面接合。隨著軸旋轉(zhuǎn)的表面(在這個(gè)和其它實(shí)施例中)可以通過(guò)安裝在軸上的輪或其它構(gòu)件提供，或者可以為由例如軸自身限定的表面的形式。在優(yōu)選的實(shí)施例中，通過(guò)向致動(dòng)器施加單個(gè)輸入脈沖，推動(dòng)器能夠在兩個(gè)靜止位置之間切換。因此，需要最少量的電能來(lái)獲得鎖的接合或脫開(kāi)。致動(dòng)器優(yōu)選地為雙穩(wěn)態(tài)致動(dòng)器，能夠在兩個(gè)穩(wěn)定靜止位置之間切換。致動(dòng)器可以包括能量存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，以用于在推動(dòng)器運(yùn)動(dòng)到其另一個(gè)靜止位置中時(shí)機(jī)械地存儲(chǔ)勢(shì)能，而在推動(dòng)器運(yùn)動(dòng)離開(kāi)其另一個(gè)靜止位置時(shí)向推動(dòng)器釋放存儲(chǔ)的能量。優(yōu)選地，這樣的能量存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)僅僅與推動(dòng)器的該另一個(gè)靜止位置相關(guān)聯(lián)。本發(fā)明還提供一種鎖系統(tǒng)，其包括如本文的鎖組件，并且還包括控制結(jié)構(gòu)，控制結(jié)構(gòu)用于響應(yīng)于使用者觸發(fā)的輸入信號(hào)來(lái)控制鎖組件的操作。


現(xiàn)在將參考附圖，借助實(shí)例描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中:圖1為實(shí)施本發(fā)明的第一鎖組件處于其脫開(kāi)位置的橫截面?zhèn)纫晥D；圖2和3為與圖1類(lèi)似的視圖，但是停車(chē)鎖分別處于接合和鎖定位置；圖4和5為圖1至3所示的致動(dòng)器分別處于其脫開(kāi)和接合構(gòu)造的橫截面?zhèn)纫晥D6示出了實(shí)施本發(fā)明的第二鎖組件的一側(cè)的橫截面?zhèn)纫晥D，以及相對(duì)側(cè)的端視圖和視圖；圖7為圖6所示的橫截面?zhèn)纫晥D的放大視圖；圖8示出了實(shí)施本發(fā)明的第三鎖組件的一側(cè)的橫截面?zhèn)纫晥D，以及相對(duì)側(cè)的端視圖和視圖；圖9為圖8所示的橫截面?zhèn)纫晥D的放大視圖；圖10和11分別示出了不同連接件構(gòu)造的平面圖和橫截面?zhèn)纫晥D；圖12示出了實(shí)施本發(fā)明的第四鎖組件的一側(cè)的橫截面?zhèn)纫晥D，以及相對(duì)側(cè)的端視圖和橫截面圖；圖13為實(shí)施本發(fā)明的第五鎖組件的橫截面?zhèn)纫晥D；圖14示出了用于實(shí)施本發(fā)明的組件的致動(dòng)器的相對(duì)側(cè)的橫截面?zhèn)纫晥D、端視圖和側(cè)視圖，該致動(dòng)器包括集成動(dòng)力和控制電子器件；圖15為示出了圖14所示的集成控制器的輸入和輸出的示意圖；圖16和17分別為用于本發(fā)明實(shí)施例的致動(dòng)器的橫截面?zhèn)纫晥D和放大局部橫截面?zhèn)纫晥D；以及 圖18為適合于操作實(shí)施本發(fā)明的鎖組件中的雙穩(wěn)態(tài)致動(dòng)器的電子驅(qū)動(dòng)器的電路圖。
具體實(shí)施例方式在附圖所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，雙穩(wěn)態(tài)線(xiàn)性致動(dòng)器(例如，如本申請(qǐng)人的英國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)N0.2342504和N0.2380065、國(guó)際專(zhuān)利公開(kāi)W02010/067110和美國(guó)專(zhuān)利N0.6598621中所述的，這些專(zhuān)利文獻(xiàn)的內(nèi)容以引用方式并入本文中)結(jié)合有適形的連接件和鎖定結(jié)構(gòu)，以形成能夠選擇性地鎖定可旋轉(zhuǎn)軸或其它可旋轉(zhuǎn)地安裝的物體的裝置。當(dāng)致動(dòng)器處于一個(gè)靜止位置時(shí)，軸自由旋轉(zhuǎn)，當(dāng)致動(dòng)器處于另一個(gè)靜止位置時(shí)，軸被鎖定而不能夠進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)。當(dāng)用于機(jī)動(dòng)車(chē)或越野傳動(dòng)裝置時(shí)，該裝置可以用來(lái)鎖定與車(chē)輪直接連接的軸中的一個(gè)。例如，其可以用作停車(chē)鎖，通過(guò)立法裝備于機(jī)動(dòng)車(chē)傳動(dòng)裝置，以便提供在鎖的動(dòng)力源中斷時(shí)阻止車(chē)輛滾動(dòng)的積極方法。該鎖組件還可以用作使用旋轉(zhuǎn)部件的工業(yè)機(jī)械中的軸鎖。圖1至3示出了第一實(shí)施例。如圖1所示，雙穩(wěn)態(tài)致動(dòng)器2安裝在傳動(dòng)裝置殼體4上。致動(dòng)器的推動(dòng)器或致動(dòng)桿6聯(lián)接到連接件8。連接件與為爪10形式的鎖定結(jié)構(gòu)接合。連接件8包括凸輪12，該凸輪可滑動(dòng)地安裝在線(xiàn)性支撐件14上。凸輪12聯(lián)接到凸輪彈簧16。凸輪彈簧16用來(lái)沿著支撐件14在離開(kāi)致動(dòng)器2的方向上推動(dòng)凸輪。凸輪12與銷(xiāo)或輥?zhàn)?8以及爪10的遠(yuǎn)側(cè)端部接觸。爪10能夠樞轉(zhuǎn)地安裝在樞軸20上，該樞軸支撐在傳動(dòng)裝置殼體上。爪10通過(guò)圖1中未示出的偏壓結(jié)構(gòu)回彈性地偏壓在凸輪12上。在圖1的橫截面?zhèn)纫晥D中，可以看到，凸輪12限定了具有兩個(gè)相對(duì)側(cè)部的錐形表面，兩個(gè)側(cè)部的間距隨著與致動(dòng)器的距離而減小。該錐形表面連接到凸輪的一部分，在橫截面?zhèn)纫晥D中，該部分具有基本上平行的側(cè)部，該部分靠近致動(dòng)器。凸輪還具有另一個(gè)部分，該另一個(gè)部分定位成比錐形部分更加遠(yuǎn)離致動(dòng)器，從圖1中可以看到，在橫截面?zhèn)纫晥D中，該另一個(gè)部分也具有基本上平行的側(cè)部。在圖1所示的脫開(kāi)位置中，該較窄的、平行的側(cè)部部分位于爪10和銷(xiāo)18之間。在這種構(gòu)造中，爪10從安裝在軸24上的齒輪22脫開(kāi)，相對(duì)于軸處于固定位置。在圖1中，致動(dòng)器示出為處于其兩個(gè)穩(wěn)定靜止位置的一個(gè)靜止位置中，在該靜止位置中，推動(dòng)器縮回離開(kāi)爪10。在這種構(gòu)造中，爪從齒輪脫開(kāi)。如圖2所示，當(dāng)致動(dòng)器通過(guò)施加合適的輸入脈沖而通電時(shí)，推動(dòng)器6從一個(gè)穩(wěn)定靜止位置切換到更靠近爪10的另一個(gè)穩(wěn)定靜止位置。這使得連接件推動(dòng)凸輪12通過(guò)爪10和銷(xiāo)18之間的間隙。這使得爪和銷(xiāo)在凸輪12的它們相應(yīng)的錐形表面上行進(jìn)，使得凸輪向下推動(dòng)爪而與齒輪22上的相鄰齒之間的空間完全接合。由此，爪防止軸旋轉(zhuǎn)，將其鎖定就位。致動(dòng)器通過(guò)無(wú)源磁力保持在該位置中，并且經(jīng)由彈簧16將凸輪保持在其鎖定位置中。如果致動(dòng)器運(yùn)動(dòng)到接合位置，并且爪由于其接觸一個(gè)齒的上表面而不能與齒輪上相鄰的齒之間的間隙接合，那么致動(dòng)器保持處于其接合位置，如圖3所示。凸輪彈簧沿接合方向推壓凸輪。然后，傳動(dòng)裝置軸的任何接下來(lái)的旋轉(zhuǎn)將會(huì)使得偏壓的凸輪將爪推到與輪上緊接著的下一個(gè)齒空間接合，使得軸變得被鎖定。齒輪和爪被構(gòu)造成使得爪限定出輪接合部分，該輪接合部分與輪上的每個(gè)齒空間互補(bǔ)。在圖4和5中分別示出了在每個(gè)靜止位置中與當(dāng)制動(dòng)器組件處于其脫開(kāi)和接合結(jié)構(gòu)時(shí)對(duì)應(yīng)的致動(dòng)器的構(gòu)造。致動(dòng)器包括螺旋彈簧30，當(dāng)致動(dòng)器運(yùn)動(dòng)到圖5所示的構(gòu)造中時(shí)，螺旋彈簧與致動(dòng)器的電樞32接合。這在彈簧中存儲(chǔ)機(jī)械勢(shì)能，然后接下來(lái)在致動(dòng)器切換到其另一個(gè)構(gòu)造中時(shí)用來(lái)使電樞加速離開(kāi)該位置。優(yōu)選地，相對(duì)于當(dāng)組件運(yùn)動(dòng)到脫開(kāi)構(gòu)造中時(shí)存儲(chǔ)的能量，在組件運(yùn)動(dòng)到鎖接合的構(gòu)造中期間存儲(chǔ)較大量的能量。從而，在所示的實(shí)施例中，螺旋彈簧僅僅設(shè)置在致動(dòng)器的一側(cè)上。在其它實(shí)施方式中，具有不同或基本上相同特性的能量存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)可以設(shè)置在致動(dòng)器的相應(yīng)側(cè)上。在致動(dòng)器的鎖接合位置中存儲(chǔ)較大量的能量(相對(duì)于其鎖脫開(kāi)位置)的實(shí)施例中，與鎖接合位置相鄰的致動(dòng)線(xiàn)圈34優(yōu)選地具有數(shù)量比其它致動(dòng)線(xiàn)圈36多的線(xiàn)匝，如圖4所示。這提供了較大的力來(lái)移動(dòng)電樞，并且因此確保鎖定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變到其脫開(kāi)構(gòu)造。當(dāng)組件運(yùn)動(dòng)以接合該鎖時(shí)優(yōu)選地存儲(chǔ)較多的能量，原因是隨后多余的能量用來(lái)提供使凸輪從銷(xiāo)18和爪20之間脫開(kāi)所需的較大的力。雖然圖1至3所示的實(shí)施例涉及沿著與軸的軸向表面相切的方向的凸輪運(yùn)動(dòng)，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以采用其它構(gòu)造。例如，作為另外一種選擇，凸輪運(yùn)動(dòng)可以沿著與軸的軸線(xiàn)平行的方向。圖6和7涉及實(shí)施本發(fā)明的第二組件。在該實(shí)施方式中，鎖定結(jié)構(gòu)為“卡嵌式離合器”40的形式。在該實(shí)施方式中，致動(dòng)器2的推動(dòng)器6經(jīng)由回彈性聯(lián)接件聯(lián)接到離合器的滑動(dòng)套筒42，該回彈性聯(lián)接件為外部彈簧44與撥叉46的組合的形式?；瑒?dòng)套筒42在其每個(gè)橫向表面上承載多個(gè)軸向延伸的卡齒。面向這些齒的是處于接合環(huán)52的相對(duì)表面上的類(lèi)似的齒50。當(dāng)鎖定結(jié)構(gòu)處于其脫開(kāi)位置時(shí)，滑動(dòng)套筒的卡齒48不與接合環(huán)卡齒50接觸。滑動(dòng)套筒和接合環(huán)彼此獨(dú)立地自由旋轉(zhuǎn)。當(dāng)推動(dòng)器運(yùn)動(dòng)到其鎖接 合位置中時(shí)，外部彈簧44被壓縮，以便在撥叉46上施加指向軸向的力。這繼而將滑動(dòng)套筒推向接合環(huán)。當(dāng)滑動(dòng)套筒的卡齒與接合環(huán)的卡齒之間的間隙對(duì)準(zhǔn)時(shí)，它們被撥叉推壓在一起，從而僅僅允許相對(duì)轉(zhuǎn)過(guò)小的角度。在滑動(dòng)套筒上的齒初始位于接合環(huán)的齒的頂部上的情況下，通過(guò)外部彈簧存儲(chǔ)用來(lái)將滑動(dòng)套筒移動(dòng)到其鎖定位置中的能量，直到滑動(dòng)套筒可以運(yùn)動(dòng)與接合環(huán)接合。因此，當(dāng)推動(dòng)器已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到其鎖接合位置中時(shí)，不再需要另外的電能來(lái)完成鎖定結(jié)構(gòu)到其鎖定構(gòu)造中的轉(zhuǎn)變。在這種構(gòu)造中，與接合環(huán)聯(lián)接的軸的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)將被鎖組件阻止。圖8和9中示出了與圖6和7類(lèi)似的第三實(shí)施例。在這種情況下，鎖定結(jié)構(gòu)為同步器60的形式?；瑒?dòng)套筒62和接合環(huán)64分別具有相應(yīng)的連續(xù)組的互補(bǔ)齒66和68。其操作方式與圖6和7的操作方式類(lèi)似。在圖6至9的實(shí)施例中，彈簧44的一端聯(lián)接到致動(dòng)器的致動(dòng)桿6，并且隨該致動(dòng)桿一起運(yùn)動(dòng)。當(dāng)致動(dòng)器運(yùn)動(dòng)到其接合或鎖定位置中時(shí)，另一端抵靠撥叉46。叉46繼而作用在滑動(dòng)套筒62上。圖10和11中示出了圖8和9所示的致動(dòng)器和鎖定結(jié)構(gòu)之間的連接件的變型。

在圖10和11中，致動(dòng)桿6連接到長(zhǎng)形導(dǎo)軌61，該長(zhǎng)形導(dǎo)軌由端部阻擋件63滑動(dòng)地接納。撥叉46可滑動(dòng)地安裝在導(dǎo)軌上。彈簧44在一端處由設(shè)置在導(dǎo)軌61上的凸緣65接合。當(dāng)致動(dòng)器2移動(dòng)到其接合或鎖定位置中時(shí)，導(dǎo)軌移動(dòng)離開(kāi)致動(dòng)器，使得彈簧推壓撥叉46。圖12中示出了實(shí)施本發(fā)明的另一個(gè)鎖組件構(gòu)造。在該實(shí)施方式中，圓形頭部的銷(xiāo)70安裝(以固定的方式或能夠沿軸向滑動(dòng)的方式)在推動(dòng)器6的一端上。在接合盤(pán)74的表面中限定了直徑與銷(xiāo)的直徑互補(bǔ)的孔72或凹部的圓形結(jié)構(gòu)。當(dāng)鎖組件處于其脫開(kāi)構(gòu)造中時(shí)，銷(xiāo)和接合盤(pán)間隔開(kāi)。接合盤(pán)自由旋轉(zhuǎn)。當(dāng)致動(dòng)器推動(dòng)器運(yùn)動(dòng)到其接合位置中時(shí)，外部彈簧76推壓銷(xiāo)70。然后，銷(xiāo)的頭部推壓接合盤(pán)74的相對(duì)表面，直到盤(pán)上的孔旋轉(zhuǎn)成與銷(xiāo)對(duì)準(zhǔn)。然后，銷(xiāo)經(jīng)由外部彈簧76被推入孔中，以限制盤(pán)的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)。圖13中示出了本鎖定結(jié)構(gòu)的第五實(shí)施例。致動(dòng)器2的推動(dòng)器6聯(lián)接到為帶式制動(dòng)器80形式的鎖定結(jié)構(gòu)。帶式制動(dòng)器為材料條帶的形式，在側(cè)視圖中限定了不完整的圓。帶的一端82聯(lián)接到固定位置，例如由周?chē)鷼んw提供的固定位置，從而提供“接地反作用”84。帶的另一端86聯(lián)接到推動(dòng)器6。這種聯(lián)接采取連接件88的形式，該連接件88安裝(以固定的方式或能夠沿軸向滑動(dòng)的方式)在推動(dòng)器的一端上，并且繞樞軸90可樞轉(zhuǎn)地安裝，該樞軸90連接到帶式制動(dòng)器的端部86。外部彈簧92設(shè)置在致動(dòng)器殼體的端部表面和由連接件88限定的相對(duì)表面94之間。帶式制動(dòng)器80設(shè)置成與內(nèi)部轉(zhuǎn)子96同心對(duì)準(zhǔn)且圍繞該內(nèi)部轉(zhuǎn)子96。當(dāng)鎖定結(jié)構(gòu)處于其脫開(kāi)構(gòu)造中時(shí)，內(nèi)部轉(zhuǎn)子自由旋轉(zhuǎn)。當(dāng)致動(dòng)器推動(dòng)器移動(dòng)到其鎖接合位置時(shí)，連接件88在樞軸90上施加切向力，使得帶式制動(dòng)器80的半徑減小，從而其夾持內(nèi)部轉(zhuǎn)子96的外周邊表面。這用來(lái)減緩和接下來(lái)防止內(nèi)部轉(zhuǎn)子的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)。圖14示出了優(yōu)選的致動(dòng)器構(gòu)造，其中集成的電力電子器件和致動(dòng)器控制器模塊100設(shè)置在致動(dòng)器殼體的一端處，推動(dòng)器6延伸穿過(guò)其中心。圖15中不意性地不出了到控制器模塊的電氣輸入和來(lái)自控制器模塊的電氣輸出。電力沿著一對(duì)線(xiàn)路102被供給到該模塊。分別經(jīng)由與外部控制器(未示出)聯(lián)接的線(xiàn)路104和106將控制信號(hào)供給到模塊和從模塊供給控制信號(hào)。模塊通過(guò)分別沿著成對(duì)的線(xiàn)路108和110將電流脈沖發(fā)送到該對(duì)線(xiàn)圈34、36中的每一個(gè)來(lái)管理致動(dòng)器2的操作。控制信號(hào)可以是例如模擬、數(shù)字或CAN格式。它們可以例如從車(chē)輛傳動(dòng)裝置或車(chē)輛中央控制器發(fā)出。模塊100可以被構(gòu)造成檢測(cè)推動(dòng)器在致動(dòng)器中的布置，并且將該信息傳遞到外部控制器?？梢岳缤ㄟ^(guò)利用霍爾傳感器監(jiān)測(cè)致動(dòng)器線(xiàn)圈的電感來(lái)實(shí)現(xiàn)這種位置感測(cè)。推動(dòng)器和致動(dòng)器的電樞相對(duì)于線(xiàn)圈的位置改變了每個(gè)線(xiàn)圈中可測(cè)量的電感。這些改變的檢測(cè)方便得出推動(dòng)器的位置。致動(dòng)器的線(xiàn)圈在不同的實(shí)施例中可以串聯(lián)地、并聯(lián)地或獨(dú)立地用導(dǎo)線(xiàn)連接在一起。在圖16所示的致動(dòng)器構(gòu)造中，感測(cè)或搜索線(xiàn)圈120與致動(dòng)線(xiàn)圈34相關(guān)聯(lián)地設(shè)置，類(lèi)似地，感測(cè)或搜索線(xiàn)圈122與致動(dòng)線(xiàn)圈36相關(guān)聯(lián)地設(shè)置。每個(gè)搜索線(xiàn)圈與相應(yīng)的致動(dòng)線(xiàn)圈同軸地設(shè)置并且沿周向圍繞該致動(dòng)線(xiàn)圈。圖16的區(qū)域“A”在圖17被放大。根據(jù)致動(dòng)器的電樞所述的穩(wěn)定靜止位置，連接每個(gè)搜索線(xiàn)圈的通量將會(huì)是不同的。因此，在每個(gè)線(xiàn)圈中感應(yīng)的電流響應(yīng)于電樞的位置，從而使得電樞的位置能夠被外部控制器感測(cè)到。電能存儲(chǔ)裝置(例如為電容器形式)可以與致動(dòng)器相關(guān)聯(lián)地設(shè)置，以提供局部電源。根據(jù)具體應(yīng)用的要求 ，鎖組件可以被構(gòu)造成在檢測(cè)到預(yù)定外部條件的情況下回復(fù)到特定構(gòu)造。這些條件可以為例如電源或其它裝置故障，或者例如檢測(cè)到預(yù)定車(chē)輛速度或位置。根據(jù)相關(guān)的條件，所回復(fù)到的位置可以是鎖定構(gòu)造或打開(kāi)構(gòu)造。在局部能量源用于致動(dòng)器的情況下，這種切換到選定位置可以由局部電源驅(qū)動(dòng)，從而其不依賴(lài)于外部電源。提供用于致動(dòng)器的專(zhuān)門(mén)能量源可以減小通向致動(dòng)器的控制電纜的尺寸。該源可以實(shí)施為在致動(dòng)器的每個(gè)線(xiàn)圈兩側(cè)連接的電容器?？梢越Y(jié)合有電壓倍增電路，以增大響應(yīng)速度。圖18中示出了適合于操作實(shí)施本發(fā)明的鎖組件中的雙穩(wěn)態(tài)致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電路。在圖的中心處示意性地示出了具有致動(dòng)線(xiàn)圈34和36的致動(dòng)器2。在這個(gè)例子中，經(jīng)由電阻器128從12V DC電源供應(yīng)電力。電容器130與穩(wěn)壓電路138 一起提供局部電力存儲(chǔ)。來(lái)自外部控制器的控制線(xiàn)路聯(lián)接到為微處理器132形式的局部控制器。這繼而沿著線(xiàn)路140、142經(jīng)由相應(yīng)的H電橋電路134和136將控制電流供應(yīng)到線(xiàn)圈。
權(quán)利要求
1.一種用于選擇性地鎖定軸的旋轉(zhuǎn)位置的鎖組件，其包括: 致動(dòng)器，所述致動(dòng)器具有推動(dòng)器，通過(guò)使所述致動(dòng)器通電，所述推動(dòng)器能夠在兩個(gè)靜止位置之間運(yùn)動(dòng)，其中所述推動(dòng)器通過(guò)所述致動(dòng)器產(chǎn)生的無(wú)源磁力保持在所述兩個(gè)靜止位置的每個(gè)靜止位置中； 鎖定結(jié)構(gòu)，所述鎖定結(jié)構(gòu)能夠在第一構(gòu)造和第二構(gòu)造之間切換，在所述第一構(gòu)造中，所述軸的旋轉(zhuǎn)不受所述鎖定結(jié)構(gòu)的影響，在所述第二構(gòu)造中，所述軸的旋轉(zhuǎn)受到所述鎖定結(jié)構(gòu)阻止；以及 連接件，所述連接件處于所述推動(dòng)器和所述鎖定結(jié)構(gòu)之間，其中所述鎖組件被布置成使得在所述推動(dòng)器的一個(gè)靜止位置中，所述鎖定結(jié)構(gòu)處于其第一構(gòu)造且所述軸能夠自由旋轉(zhuǎn)，在所述推動(dòng)器的另一個(gè)靜止位置中，所述鎖定結(jié)構(gòu)被朝向其第二構(gòu)造推壓且被推壓到其第二構(gòu)造中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖組件，其中所述連接件被布置成使得當(dāng)所述推動(dòng)器運(yùn)動(dòng)到其另一個(gè)靜止位置中時(shí)，所述連接件將所述鎖定結(jié)構(gòu)朝向其第二構(gòu)造回彈性地推壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎖組件，其中所述連接件被布置成使得當(dāng)所述鎖定結(jié)構(gòu)處于其第二構(gòu)造中時(shí)，所述連接件防止所述鎖定結(jié)構(gòu)從其第二構(gòu)造中移出。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鎖組件，其中所述連接件和所述鎖定結(jié)構(gòu)中的一個(gè)限定了凸輪表面，而另一個(gè)限定了凸輪從動(dòng)件，當(dāng)所述推動(dòng)器運(yùn)動(dòng)到其另一個(gè)靜止位置中時(shí)，所述凸輪表面和所述凸輪從動(dòng)件被回彈性地推壓在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎖組件，其中在所述鎖定結(jié)構(gòu)通過(guò)所述凸輪表面和凸輪從動(dòng)件之間的相互作用已經(jīng)被推壓到其第二構(gòu)造中之后，通過(guò)所述凸輪表面和凸輪從動(dòng)件之間的相互作用防止所述鎖定結(jié)構(gòu)從其第二構(gòu)造中移出。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鎖組件，其中所述鎖定結(jié)構(gòu)包括爪，所述爪用于與隨著所述軸旋轉(zhuǎn)的帶有齒的周向表面選擇性地接合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的鎖組件，其中所述鎖定結(jié)構(gòu)包括第一圈齒，所述第一圈齒用于與隨著所述軸旋轉(zhuǎn)的第二圈齒選擇性地接合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鎖組件，其中所述鎖定結(jié)構(gòu)為卡嵌式離合器的形式。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鎖組件，其中所述鎖定結(jié)構(gòu)為同步器的形式。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的鎖組件，其中所述鎖定結(jié)構(gòu)包括銷(xiāo)，所述銷(xiāo)用于與由隨著所述軸旋轉(zhuǎn)的表面限定的一圈孔中的一個(gè)選擇性地接合。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的鎖組件，其中所述鎖定結(jié)構(gòu)包括帶式制動(dòng)器，所述帶式制動(dòng)器用于與隨著所述軸旋轉(zhuǎn)的表面接合。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鎖組件，其中通過(guò)向所述致動(dòng)器施加單個(gè)輸入脈沖，所述推動(dòng)器能夠在所述兩個(gè)靜止位置之間切換。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鎖組件，其中所述致動(dòng)器包括能量存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，所述能量存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)用于在所述推動(dòng)器運(yùn)動(dòng)到其另一個(gè)靜止位置中時(shí)存儲(chǔ)能量，而在所述推動(dòng)器運(yùn)動(dòng)離開(kāi)其另一個(gè)靜止位置時(shí)向所述推動(dòng)器釋放存儲(chǔ)的能量，但是所述致動(dòng)器不包括在所述推動(dòng)器運(yùn)動(dòng)到所述一個(gè)靜止位置中時(shí)存儲(chǔ)能量的能量存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。
14.一種鎖系統(tǒng)，其包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任 一項(xiàng)所述的鎖組件，并且包括控制結(jié)構(gòu)，所述控制結(jié)構(gòu)用于響應(yīng)于使用者觸發(fā)的輸入信號(hào)來(lái)控制所述鎖組件的操作。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的鎖組件或根據(jù)權(quán)利要求14所述的鎖系統(tǒng)，其包括感測(cè)結(jié)構(gòu)，以用于檢測(cè)所述推動(dòng)器的位置和/或所述鎖定結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的鎖組件或鎖系統(tǒng)，其中所述感測(cè)結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成用以檢測(cè)所述推動(dòng)器是否已經(jīng)到達(dá)其另一個(gè)靜止位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的鎖組件或鎖系統(tǒng)，其中所述感測(cè)結(jié)構(gòu)響應(yīng)于所述致動(dòng)器中的一個(gè)線(xiàn)圈或多個(gè)線(xiàn)圈的電感。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的鎖組件或鎖系統(tǒng)，其中所述感測(cè)結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成用以檢測(cè)所述鎖定結(jié)構(gòu)是否已經(jīng)到達(dá)其第二構(gòu)造。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至13或15至18中任一項(xiàng)所述的鎖組件或者根據(jù)權(quán)利要求15至18中任一項(xiàng)所述的鎖系統(tǒng)，其包括備用結(jié)構(gòu)，以用于將所述鎖定結(jié)構(gòu)朝向其第二構(gòu)造機(jī)械地推壓且將所述鎖定結(jié)構(gòu)機(jī)械地推壓到其第二構(gòu)造中。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至13或15至19中任一項(xiàng)所述的鎖組件或者根據(jù)權(quán)利要求15至19中任一項(xiàng)所述的鎖系統(tǒng)，其包括故障安全結(jié)構(gòu)，所述故障安全結(jié)構(gòu)用于響應(yīng)于檢測(cè)到預(yù)定故障條件而生成輸入脈沖，所述輸入脈沖發(fā)送到所述致動(dòng)器，以使所述鎖定結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到其第二位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至13或15至20中任一項(xiàng)所述的鎖組件，其包括電能存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，所述電能存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)用于響應(yīng)于觸發(fā)信號(hào)而生成輸入脈沖，以切換所述致動(dòng)器。
22.—種參考附圖基本上如本文所述的鎖組件。
23.—種參考附圖基本上如本文所述的鎖系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于機(jī)動(dòng)車(chē)和工業(yè)傳動(dòng)系統(tǒng)的鎖組件，其包括致動(dòng)器(2)，具有推動(dòng)器(6)，通過(guò)使致動(dòng)器通電，推動(dòng)器能夠在兩個(gè)靜止位置之間運(yùn)動(dòng)，其中推動(dòng)器通過(guò)致動(dòng)器產(chǎn)生的無(wú)源磁力保持在兩個(gè)靜止位置的每個(gè)靜止位置中；鎖定結(jié)構(gòu)(10、22；42、52；62、64；70、74；80、96)，能夠在第一構(gòu)造和第二構(gòu)造之間切換，在第一構(gòu)造中，軸的旋轉(zhuǎn)不受鎖定結(jié)構(gòu)的影響，在第二構(gòu)造中，軸的旋轉(zhuǎn)受到鎖定結(jié)構(gòu)阻止；以及連接件(14、16；44、46、61、88)，處于推動(dòng)器和鎖定結(jié)構(gòu)之間，其中鎖組件被布置成使得在推動(dòng)器的一個(gè)靜止位置中，鎖定結(jié)構(gòu)處于其第一構(gòu)造且軸能夠自由旋轉(zhuǎn)，在推動(dòng)器的另一個(gè)靜止位置中，鎖定結(jié)構(gòu)被朝向其第二構(gòu)造推壓且被推壓到其第二構(gòu)造中。
文檔編號(hào)F16H63/34GK103228962SQ201180056514
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者F·海德, D·凱利, J·莫頓, M·芬德利 申請(qǐng)人:卡姆肯石油有限公司