專利名稱：轉(zhuǎn)向鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向部件(例如，車輛的方向盤、把手等)鎖定(S卩，防止其未經(jīng)許可的旋轉(zhuǎn))的鎖定機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向柱鎖使用啟動器機(jī)構(gòu)，以驅(qū)動鎖定銷進(jìn)入和脫離與轉(zhuǎn)向軸的鎖定嚙合。運(yùn)動的有效轉(zhuǎn)移可以通過直接地來回驅(qū)動鎖定銷而實(shí)現(xiàn)。然而，可能會出現(xiàn)某種情況， 其中鎖定銷抵靠轉(zhuǎn)向部件中的凹槽之一而被楔住。為了考慮這種情況的發(fā)生，驅(qū)動鎖定銷的電動機(jī)以及電動機(jī)相應(yīng)的電驅(qū)動電路必須具有明顯高于正常操作(當(dāng)鎖定銷沒有被楔住時)所需的額定電流/功率。此外，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的齒輪減速設(shè)備，以增加電動機(jī)的扭矩輸出。在任何一種情況下，鎖定設(shè)備作為整體變得更加昂貴和復(fù)雜，并且將產(chǎn)生過多的噪音。發(fā)明內(nèi)容
在一個結(jié)構(gòu)中，本發(fā)明提供了一種用于選擇性地阻止具有肋條的旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向部件的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向鎖。所述轉(zhuǎn)向鎖包括可沿第一軸線在轉(zhuǎn)向部件鎖定位置和轉(zhuǎn)向部件解鎖位置之間移動的鎖緊螺栓，在所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置處，所述鎖緊螺栓的遠(yuǎn)端尖端定位為與所述肋條發(fā)生干涉，而在所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置處，所述鎖緊螺栓的遠(yuǎn)端尖端定位為與所述肋條解除干涉。梭子可在非阻擋位置和阻擋位置之間移動，在所述非阻擋位置處，所述梭子不阻礙所述鎖緊螺栓從所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置向所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置的移動，而在所述阻擋位置處，所述梭子阻礙所述鎖緊螺栓離開所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置的移動。啟動器連結(jié)至所述梭子并且可操作為，通過使所述梭子從所述非阻擋位置向所述阻擋位置移動而將所述鎖緊螺栓驅(qū)動至所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置。在所述啟動器和所述鎖緊螺栓之間提供空程連接(lost motion connection)。來自所述啟動器的啟動力經(jīng)過所述空程連接傳輸，以在所述肋條沒有與所述第一軸線對準(zhǔn)時將所述鎖緊螺栓驅(qū)動至所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置，并且來自所述啟動器的啟動力在所述肋條與所述第一軸線對準(zhǔn)時由所述空程連接吸收。
在另一結(jié)構(gòu)中，本發(fā)明提供了一種用于選擇性地阻止具有肋條的旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向部件的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向鎖。所述轉(zhuǎn)向鎖包括可沿第一軸線在轉(zhuǎn)向部件鎖定位置和轉(zhuǎn)向部件解鎖位置之間移動的鎖緊螺栓，在所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置處，所述鎖緊螺栓的遠(yuǎn)端尖端定位為與所述肋條發(fā)生干涉，而在所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置處，所述鎖緊螺栓的遠(yuǎn)端尖端定位為與所述肋條解除干涉。梭子可在非阻擋位置和阻擋位置之間移動，在所述非阻擋位置處，所述梭子不阻礙所述鎖緊螺栓從所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置向所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置的移動，而在所述阻擋位置處，所述梭子阻礙所述鎖緊螺栓離開所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置的移動。啟動器連結(jié)至所述梭子并且可操作為，通過使所述梭子從所述非阻擋位置向所述阻擋位置移動而將所 述鎖緊螺栓驅(qū)動至所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置。在所述啟動器和所述鎖緊螺栓之間提供空程連 接。所述空程連接構(gòu)造為，在所述梭子從所述非阻擋位置向所述阻擋位置移動同時所述肋 條與所述第一軸線對準(zhǔn)的時候，存儲所述啟動器提供的能量。通過所述空程連接存儲的能 量，所述鎖緊螺栓可在所述肋條移動離開所述第一軸線時移動至所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置。在又一結(jié)構(gòu)中，本發(fā)明提供了一種用于選擇性地阻止具有肋條的旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向部件 的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向鎖。所述轉(zhuǎn)向鎖包括可沿第一軸線在轉(zhuǎn)向部件鎖定位置和轉(zhuǎn)向部件解鎖位置 之間移動的鎖緊螺栓，在所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置處，所述鎖緊螺栓的遠(yuǎn)端尖端定位為與所 述肋條發(fā)生干涉，而在所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置處，所述鎖緊螺栓的遠(yuǎn)端尖端定位為與所述 肋條解除干涉。梭子可在非阻擋位置和阻擋位置之間移動，在所述非阻擋位置處，所述梭子 不阻礙所述鎖緊螺栓從所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置向所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置的移動，而在所述 阻擋位置處，所述梭子阻礙所述鎖緊螺栓離開所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置的移動。啟動器連結(jié) 至所述梭子并且可操作為，通過使所述梭子從所述非阻擋位置向所述阻擋位置移動而將所 述鎖緊螺栓驅(qū)動至所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置。所述鎖緊螺栓沒有沿所述第一軸線偏置。本發(fā)明的其他方面將通過考慮具體實(shí)施方式
和附圖而變得清晰。


圖1是轉(zhuǎn)向鎖處于鎖定的狀態(tài)的立體圖。圖2是圖1的轉(zhuǎn)向鎖處于未鎖定的狀態(tài)的立體圖。圖3是圖1的轉(zhuǎn)向鎖的啟動設(shè)備的立體圖。圖4是圖3的啟動設(shè)備的第二立體圖。圖5是轉(zhuǎn)向鎖沿圖1的線5-5的截面圖。圖6是轉(zhuǎn)向鎖沿圖2的線6-6的截面圖。圖7是圖1的轉(zhuǎn)向鎖的截面圖，其狀態(tài)為，阻礙鎖緊螺栓在被啟動時到達(dá)鎖定的狀 態(tài)。圖8是另一結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向鎖的立體圖，其中輸出軸與啟動器軸線偏離。圖9是另一結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向鎖的立體圖，其中設(shè)置了旋轉(zhuǎn)式梭子。圖10是圖9的轉(zhuǎn)向鎖處于鎖定的狀態(tài)的立體圖。圖11是圖9的轉(zhuǎn)向鎖處于未鎖定的狀態(tài)的立體圖。圖12是圖9的轉(zhuǎn)向鎖的立體圖，其狀態(tài)為，阻礙鎖緊螺栓在被啟動時到達(dá)鎖定的 狀態(tài)。圖13另一結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向鎖的立體圖，該轉(zhuǎn)向鎖具有被動式鎖緊螺栓。圖14是圖13的轉(zhuǎn)向鎖的局部分解裝配圖，其中殼體從啟動設(shè)備上取下。圖15是圖13的轉(zhuǎn)向鎖處于鎖定的狀態(tài)的前視圖。圖16是圖13的轉(zhuǎn)向鎖處于未鎖定的狀態(tài)的前視圖。圖17是圖13的轉(zhuǎn)向鎖的前視圖，其狀態(tài)為，阻礙鎖緊螺栓在被啟動時到達(dá)鎖定的 狀態(tài)。
具體實(shí)施方式
在詳細(xì)解釋本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，要理解的是，本發(fā)明不限于在下面的描述中列出或下面的附圖中示出的構(gòu)件的具體結(jié)構(gòu)和安排。本發(fā)明可允許其他實(shí)施例，并且能夠以多種方式實(shí)現(xiàn)或?qū)嵤?br> 圖I和2示出了轉(zhuǎn)向鎖100，所述轉(zhuǎn)向鎖100可操作為，選擇性地鎖定鄰近的轉(zhuǎn)向部件104，阻止其圍繞軸線A旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向鎖100包括殼體108，所述殼體108安裝在接近轉(zhuǎn)向部件104的預(yù)定位置。蓋子112可拆除地連結(jié)至殼體108以封閉轉(zhuǎn)向鎖100的啟動設(shè)備116。啟動設(shè)備116 (在圖3和4中示出并在下文進(jìn)行更加詳細(xì)的討論)包括鎖緊螺栓 120,所述鎖緊螺栓120可在轉(zhuǎn)向部件鎖定(steering member-locking)位置或簡稱為“鎖定(locked)”位置(圖I)和轉(zhuǎn)向部件解鎖(steering member-unlocking)位置或簡稱為“解鎖(unlocked)”位置(圖2)之間移動。在示出的結(jié)構(gòu)中，鎖緊螺栓120可沿軸線B在鎖定位置和解鎖位置之間移動，軸線B基本上與轉(zhuǎn)向部件104的軸線A垂直。
至少如圖I和2所示，環(huán)形的轉(zhuǎn)向部件104包括平行于軸線A伸長的多個凹口或溝槽124。每對相鄰的溝槽124由肋條128分隔。當(dāng)轉(zhuǎn)向鎖100被鎖定時，鎖緊螺栓120位于其中一個溝槽124中，并且在鎖緊螺栓120和所述兩個相鄰的肋條128之間的阻擋防止轉(zhuǎn)向部件104圍繞軸線A實(shí)質(zhì)的旋轉(zhuǎn)。根據(jù)特定應(yīng)用的需要，溝槽124和肋條128的尺寸、 形狀和數(shù)量可以與示出的結(jié)構(gòu)有所不同。盡管轉(zhuǎn)向部件104在被轉(zhuǎn)向鎖100鎖定時在一些情況下可能進(jìn)行有限的旋轉(zhuǎn)，然而轉(zhuǎn)向部件104所連結(jié)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(例如方向盤、手柄等)對于車輛(轉(zhuǎn)向鎖100設(shè)置在該車輛上)的正常操作是不可用的。
如圖3和4所示，除了鎖緊螺栓120，啟動設(shè)備116還包括啟動器132和梭子136。 所示結(jié)構(gòu)的啟動器132是電動機(jī)，然而可以使用其他類型的啟動器。正如下文更加詳細(xì)的討論，在一些結(jié)構(gòu)中，啟動器132是最大負(fù)載時額定電流小于I. O安(A)的電動機(jī)。在一些結(jié)構(gòu)中，啟動器132是最大負(fù)載時額定電流大約為500毫安(mA)的電動機(jī)。如圖3和4所示，啟動器132包括輸出軸140。在示出的結(jié)構(gòu)中，輸出軸140是能夠圍繞由啟動器132所限定的軸線C旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)螺桿。所述導(dǎo)螺桿可以具有大約每英寸10牙(teeth per inch)的螺距。
盡管輸出軸140示出為直接從啟動器132延伸，然而啟動器132可以通過動力傳輸設(shè)備連結(jié)至輸出軸140,所述動力傳輸設(shè)備例如是齒輪系,該齒輪系具有改變輸出軸140 的扭矩和速度的一個或多個齒輪。在這樣的結(jié)構(gòu)中，輸出軸140可以具有與啟動器132的軸線不同的軸線，并且可以相對于啟動器132線性偏離或斜置。這樣的安排可以不僅提供所需的齒輪齒數(shù)比，還提供構(gòu)件(component)所需的定向(例如，為了更有效的包裝等)。例如，圖8示出的轉(zhuǎn)向鎖200包括與啟動器232偏離的輸出軸240。除了在此的描述，轉(zhuǎn)向鎖 200在其他方面與圖I至7的轉(zhuǎn)向鎖100相同。這樣，相似的附圖標(biāo)記(具有遞增100后的首位數(shù)字)在適當(dāng)?shù)那闆r下用于相似的部件。關(guān)于圖8的轉(zhuǎn)向鎖200的特征和特點(diǎn)，參照上文對轉(zhuǎn)向鎖100所作的描述，下文將不再贅述。
在圖8的轉(zhuǎn)向鎖200中，輸出軸240與啟動器232的軸線C2偏離。在示出的結(jié)構(gòu)中，輸出軸240與啟動器232的軸線C2平行，并且輸出軸240通過動力傳輸設(shè)備(例如齒輪系)連結(jié)至啟動器232。盡管其他偏離裝置是可選的，然而啟動器232包括設(shè)有驅(qū)動齒輪241 的軸239。輸出軸240設(shè)有被驅(qū)動齒輪241轉(zhuǎn)動的從動齒輪243。通過由兩個齒輪241、243 驅(qū)動而不是直接由啟動器232的軸239驅(qū)動，輸出軸240處的可用扭矩增大并且其角速度減小。由此，輸出軸240 (其在示出的結(jié)構(gòu)中構(gòu)造為導(dǎo)螺桿)，相比于圖I至7的轉(zhuǎn)向鎖100 的輸出軸140，可以在每英寸上設(shè)有更少的螺紋。例如，圖8的輸出軸240可以在每英寸上僅設(shè)有大約4牙。殼體208設(shè)有一對內(nèi)部支座249，用于在從動齒輪243的兩側(cè)上可旋轉(zhuǎn)地支撐輸出軸240。
現(xiàn)在參照圖I至7所示的結(jié)構(gòu)，梭子136與輸出軸140嚙合，以便通過啟動器132 在兩個位置之間移動。梭子136的第一位置是阻擋位置(圖3)，在該位置處，梭子136阻礙鎖緊螺栓120從鎖定位置(圖I)向解鎖位置(圖2)的移動。梭子136的第二位置是非阻擋位置，在該位置處，梭子136不阻礙鎖緊螺栓120從鎖定位置(圖I)向解鎖位置(圖2)的移動。正如下文更加詳細(xì)的討論，梭子136構(gòu)造為在基本垂直于鎖緊螺栓軸線B的平面P中移動。
在一些結(jié)構(gòu)中，如圖3至7所示，梭子136包括凸輪滾輪144，而鎖緊螺栓120包括凸輪從動表面148。在示出的結(jié)構(gòu)中，凸輪從動表面148與鎖緊螺栓120的尖端或嚙合端152 (其可與轉(zhuǎn)向部件104嚙合)相對。凸輪從動表面148包括第一部分148A和第二部分148B，第一部分148A相對于鎖緊螺栓軸線B以及梭子在其中移動的平面P是傾斜的，第二部分148B基本垂直于鎖緊螺栓軸線B并且平行于梭子的移動平面P。凸輪滾輪144沿凸輪從動表面148的移動通過滾動接觸而產(chǎn)生，滾動接觸限制了摩擦力的大小，啟動器132必須克服該摩擦力來移動梭子136。
梭子136進(jìn)一步包括引導(dǎo)體156，所述引導(dǎo)體156支撐并引導(dǎo)凸輪滾輪144。在示出的結(jié)構(gòu)中，凸輪滾輪144安裝在軸160上，所述軸160穿過形成在引導(dǎo)體156中的狹縫 164延伸。狹縫164在基本垂直于鎖緊螺栓軸線B的方向上伸長。梭子136的彈簧168使軸160和凸輪滾輪144偏置到狹縫164的距離啟動器132的輸出軸140最遠(yuǎn)的一端。在示出的結(jié)構(gòu)中，彈簧168是能夠起到空程設(shè)備(lost motion device)的作用的扭力彈簧,正如下文更加詳細(xì)的討論。
梭子136的引導(dǎo)體156包括螺紋孔172，所述螺紋孔172與啟動器132的輸出軸 140嚙合并且與其軸線C同軸。在示出的結(jié)構(gòu)中，輸出軸140 (其是導(dǎo)螺桿)關(guān)于軸線C旋轉(zhuǎn)并且沿軸線C驅(qū)動梭子的運(yùn)動(在梭子的移動平面P內(nèi))。在其他結(jié)構(gòu)中，啟動器132的輸出軸140可以構(gòu)造為沿軸線C移進(jìn)和移出啟動器132，使得梭子136可以相對于輸出軸 140固定并且直接與輸出軸140—起移動。在另外的結(jié)構(gòu)中，啟動器132可以構(gòu)造為，使梭子136 (在平面P內(nèi))在阻擋位置和非阻擋位置之間旋轉(zhuǎn)。此外，可以設(shè)置獨(dú)立的螺母(未示出)而不是直接在引導(dǎo)體156中設(shè)置螺紋孔172。這不僅允許在需要時將不同的材料用于引導(dǎo)體156和螺母，而且允許在螺母和引導(dǎo)體156之間建立動態(tài)關(guān)系。例如，螺母能夠在引導(dǎo)體156中滑動，從而當(dāng)輸出軸140旋轉(zhuǎn)時，螺母相對于引導(dǎo)體156移動并且在接觸引導(dǎo)體156之前達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)速度。這減小了啟動器132上的啟動負(fù)荷并且提供了梭子136 (并且確切地是引導(dǎo)體156)的碰撞類型的啟動。
如圖3和4所示，梭子136包括安裝在凸輪滾輪144的軸160上的輔助滾輪176。 輔助滾輪176、軸160和凸輪滾輪144組成梭子136的可相對于引導(dǎo)體156移動的滾輪單元。輔助滾輪176由殼體108和蓋子112的內(nèi)部引導(dǎo)表面178引導(dǎo)。引導(dǎo)表面178是平坦的，使得輔助滾輪176和引導(dǎo)表面178之間的接觸將梭子136的移動保持在所需平面P內(nèi)。 輔助滾輪176通過滾動接觸提供引導(dǎo)功能，滾動接觸限制了摩擦力的大小，啟動器132必須克服該摩擦力來移動梭子136。
如圖5至7所示，殼體108包括內(nèi)部凹槽180，鎖緊螺栓120位于內(nèi)部凹槽180中。 該內(nèi)部凹槽180設(shè)有多個引導(dǎo)表面184，這些引導(dǎo)表面184引導(dǎo)鎖緊螺栓120沿軸線B的移動。彈簧188位于鎖緊螺栓120和內(nèi)部凹槽180各自的支承表面192、196之間。彈簧188 在沿軸線B的方向上將鎖緊螺栓120偏置，這將使鎖緊螺栓120縮進(jìn)殼體108并且離開轉(zhuǎn)向部件104。換句話說，彈簧188將鎖緊螺栓120向解鎖位置偏置。
在操作中，轉(zhuǎn)向鎖100在車輛的正常運(yùn)行期間保持在解鎖狀態(tài)(圖2和6)。這樣， 轉(zhuǎn)向部件104能夠關(guān)于其軸線A自由旋轉(zhuǎn)，而沒有來自鎖緊螺栓120的阻礙。在由操作者發(fā)出或由車輛安全系統(tǒng)的預(yù)定功能自動發(fā)出命令時，轉(zhuǎn)向鎖100能夠移動至鎖定狀態(tài)(圖I 和5)。
為了將轉(zhuǎn)向鎖100移動至鎖定狀態(tài)，向啟動器132提供動力。向啟動器132提供動力可以包括經(jīng)由電路向電動機(jī)提供電流，但是可選擇地，可以包括通過機(jī)械裝置或流體裝置向輸出軸140提供能量。當(dāng)輸出軸140構(gòu)造為導(dǎo)螺桿時，輸出軸140的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動引導(dǎo)體156平行于啟動器132的軸線C進(jìn)行移動。在引導(dǎo)體156和凸輪滾輪144之間的彈簧 168足夠強(qiáng)，以將運(yùn)動從引導(dǎo)體156傳輸?shù)酵馆啙L輪144，使得凸輪滾輪144從凸輪從動表面148的傾斜的第一部分148A滾動到第二部分148B，由此克服鎖緊螺栓彈簧188的偏置并將鎖緊螺栓120移動至鎖定位置(圖5)。
上文對于啟動設(shè)備116如何將鎖緊螺栓120移動至鎖定位置的描述，假定鎖緊螺栓120與轉(zhuǎn)向部件104的凹口 124之一對準(zhǔn)，并且不與中間的肋條128中的任何一個對準(zhǔn)。 然而存在很大的可能，即在向啟動器132提供動力以將轉(zhuǎn)向鎖100從解鎖位置移動至鎖定位置時，鎖緊螺栓120將與肋條128之一對準(zhǔn)。該情況在圖7中示出。在鎖緊螺栓120在被啟動時與肋條128之一對準(zhǔn)的情況下，啟動器132仍然啟動并移動梭子136的引導(dǎo)體156， 就像鎖緊螺栓120與凹口 124之一對準(zhǔn)一樣。然而，鎖緊螺栓120在尖端152接觸肋條128 的頂部時過早地停止移動。隨著啟動器132繼續(xù)移動引導(dǎo)體156，彈簧168起到空程設(shè)備的作用，在凸輪滾輪144保持與傾斜的凸輪從動表面部分148A接觸時存儲能量。引導(dǎo)體 156中的狹縫164允許引導(dǎo)體156相對于軸160和凸輪滾輪144移動?？粘淘O(shè)備防止啟動器132在鎖緊螺栓120接觸肋條128的頂部時過載，并且允許鎖緊螺栓120之后移動至鎖定位置，無需進(jìn)一步向啟動器132提供動力。一旦稍微移動轉(zhuǎn)向部件104以將阻礙的肋條 128從鎖緊螺栓120的路徑中移開，彈簧168中存儲的能量即被釋放，將凸輪滾輪144驅(qū)動至凸輪從動表面的第二部分148B，并且同時將鎖緊螺栓120移動到鎖定位置中。
在一些情況下，當(dāng)鎖緊螺栓120處于鎖定位置時，轉(zhuǎn)向部件104的肋條128之一可抵靠鎖緊螺栓120而被楔住。例如，這可以在連結(jié)至轉(zhuǎn)向部件104的一個或多個轉(zhuǎn)向輪抵靠一靜止物體(例如邊欄)而被楔住時發(fā)生。當(dāng)被楔住的狀況存在并且需要將轉(zhuǎn)向鎖100從鎖定狀態(tài)移動至解鎖狀態(tài)時(由此將鎖緊螺栓120從轉(zhuǎn)向部件104撤出)，啟動器132正常運(yùn)行并且一個或多個被動式零件(passive feature)輔助將鎖緊螺栓120從被楔住的狀況釋放。轉(zhuǎn)向鎖100不依賴啟動器132提供的動力來撤出或“拔出”鎖緊螺栓120。事實(shí)上， 啟動器132和梭子136提供鎖緊螺栓120的“只推(push-only)”啟動，并且在一些結(jié)構(gòu)中， 不以通過啟動器132的動力實(shí)現(xiàn)將鎖緊螺栓120向解鎖位置推動的方式進(jìn)行連結(jié)。因?yàn)閱悠?32不設(shè)計(jì)為使鎖緊螺栓120從被楔住的狀況縮回，所以啟動器132的額定功率可以保持較低。這帶來了啟動器132和相關(guān)工作電路的較低的成本，以及多數(shù)情況下較小的尺寸和較為容易的包裝。
有助于將鎖緊螺栓120從被楔住的狀況釋放的一個被動式零件是鎖緊螺栓120的錐形尖端152。當(dāng)被鎖定時，尖端152的逐漸變窄的兩個表面152A與轉(zhuǎn)向部件的肋條128 干涉并潛在地與其接觸，兩個表面152A以與鎖緊螺栓120相鄰的平坦側(cè)面呈角α而逐漸變窄。因?yàn)殒i緊螺栓120相鄰的平坦側(cè)面與鎖緊螺栓軸線B基本平行，所以在逐漸變窄的表面152Α和鎖緊螺栓軸線B之間形成同樣的角a。由于被楔住的狀況，轉(zhuǎn)向部件104的旋轉(zhuǎn)引起其中一個肋條128的側(cè)面接觸尖端152逐漸變窄的表面152A的其中一個。由此，來自轉(zhuǎn)向部件104的力矩沿軸線B產(chǎn)生凸輪反作用，其借助轉(zhuǎn)向部件104促使鎖緊螺栓120從被楔住的狀況的釋放。在一些結(jié)構(gòu)中，角α在大約10度至大約20度之間。當(dāng)角α過大時，來自轉(zhuǎn)向部件104的扭矩在很大程度上沿鎖緊螺栓120的軸線B傳輸。這些大的力必須由啟動設(shè)備116承受，以將鎖緊螺栓120保持在鎖定位置。由此，對梭子136、輸出軸140 等的結(jié)構(gòu)要求更高。另一方面，當(dāng)角α過小時，需要來自轉(zhuǎn)向部件104的非常大的力矩，以產(chǎn)生足以將鎖緊螺栓120從被楔住的狀況釋放的凸輪力(沿軸線B)。在某些結(jié)構(gòu)中，例如示出的結(jié)構(gòu)，大約12度至大約16度的角α可以提供這些設(shè)計(jì)考慮之間有利的平衡。
有助于將鎖緊螺栓120從被楔住的狀況釋放的另一被動式零件是彈簧188，所述彈簧188在鎖緊螺栓120處于鎖定位置時從其松弛狀態(tài)被壓縮。因此，彈簧188存儲能量， 該能量在鎖緊螺栓120處于鎖定的狀態(tài)的任何時候(包括處于被楔住的狀況)將鎖緊螺栓 120向解鎖位置推進(jìn)。
如上所述，啟動器132的運(yùn)行完全不受被楔住的狀況的存在的影響。啟動器132操作為，將梭子136以及由此的凸輪滾輪144拉出圖5的阻擋位置，并且拉向圖6的非阻擋位置。然而，梭子136的移動不直接引起鎖緊螺栓120移動至解鎖位置。一旦梭子136和凸輪滾輪144移動閃開，錐形的尖端152和彈簧188共同作用將鎖緊螺栓120驅(qū)動離開被楔住的位置，而無需經(jīng)由啟動器132的主動拉動或借助動力的縮回，也無需作用在鎖緊螺栓120 上的任何其他動力設(shè)備。
圖9至12示出了另一結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向鎖300。圖9至12的轉(zhuǎn)向鎖300在很多方面與圖I至7的轉(zhuǎn)向鎖100相似。出于一致性，在適當(dāng)?shù)那闆r下重新使用具有增加100后的首位數(shù)字的附圖標(biāo)記。上文參照轉(zhuǎn)向鎖100所作的描述，下文關(guān)于圖9至12的轉(zhuǎn)向鎖300的特征和特點(diǎn)時不再具體說明。
圖9示出的轉(zhuǎn)向鎖300中，殼體308不含蓋子，而圖10至12示出了完全不帶殼體 308的轉(zhuǎn)向鎖300，從而可以清晰地看到啟動設(shè)備316。如同轉(zhuǎn)向鎖100 —樣，圖9至12的轉(zhuǎn)向鎖300包括鎖緊螺栓320，所述鎖緊螺栓320可在轉(zhuǎn)向部件鎖定位置(或簡稱為“鎖定” 位置)(圖10)和轉(zhuǎn)向部件解鎖位置(或簡稱為“解鎖”位置)(圖11)之間移動。在示出的結(jié)構(gòu)中，鎖緊螺栓320可沿軸線Β3在鎖定位置和解鎖位置之間移動，軸線Β3與轉(zhuǎn)向部件304 的軸線A3基本垂直。
轉(zhuǎn)向鎖300的啟動器332包括設(shè)有驅(qū)動齒輪341的輸出軸340。輸出軸340和驅(qū)動齒輪341限定軸線C3。梭子336由驅(qū)動齒輪341在阻擋位置和非阻擋位置之間來回驅(qū)動。在示出的結(jié)構(gòu)中，多個中間齒輪343位于驅(qū)動齒輪341和梭子336的引導(dǎo)體356上的一組齒輪齒345之間。中間齒輪343使源自輸出軸340的角速度減小且扭矩增大。10
引導(dǎo)體356在殼體內(nèi)樞轉(zhuǎn)并在平面P3中運(yùn)動，平面P3與輸出軸340的軸線C3垂直并與鎖緊螺栓320的軸線B3平行。在一些結(jié)構(gòu)中，引導(dǎo)體356和啟動器332具有交叉的定向。例如，引導(dǎo)體356和啟動器322可以構(gòu)造為轉(zhuǎn)動90度，使得輸出軸340的軸線C3平行于鎖緊螺栓320的軸線B3，并且引導(dǎo)體356在垂直于鎖緊螺栓320的軸線B3的平面內(nèi)運(yùn)動。殼體308包括至少一個與殼體108的內(nèi)部引導(dǎo)表面相似的內(nèi)部引導(dǎo)表面(未不出),用于引導(dǎo)所述引導(dǎo)體356的移動，然而該引導(dǎo)表面是弓形的，以引導(dǎo)所述引導(dǎo)體356的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動。
除了引導(dǎo)體356，梭子336還包括凸輪滾輪344和輔助滾輪376。凸輪滾輪344安裝在軸360上，所述軸360容納在引導(dǎo)體356內(nèi)的弓形狹縫364中。凸輪滾輪344接觸弓形的凸輪從動表面348，以便選擇性地將鎖緊螺栓320從解鎖位置啟動至鎖定位置。與前面描述的啟動設(shè)備116相似，啟動器332和梭子336只能操作為將鎖緊螺栓320啟動至鎖定位置并阻止鎖緊螺栓返回解鎖位置，而并不構(gòu)造為主動使鎖緊螺栓320從鎖定位置縮回。
與圖I至7的梭子136不同(其中軸160在狹縫164中簡單地來回滑動以允許凸輪滾輪144相對于引導(dǎo)體156移動)，軸360由樞轉(zhuǎn)臂375支撐，圖9至12的轉(zhuǎn)向鎖的凸輪滾輪344在所述軸360上，所述樞轉(zhuǎn)臂375通過樞轉(zhuǎn)軸377連結(jié)至引導(dǎo)體356。
與前面描述的梭子136相似,梭子336包括彈簧368,所述彈簧368將軸360和凸輪滾輪344偏置到狹縫364的一端。在示出的結(jié)構(gòu)中，彈簧368是扭力彈簧，當(dāng)鎖緊螺栓 320與轉(zhuǎn)向部件304上的肋條328之一對準(zhǔn)時(此時向啟動器332提供動力以將鎖緊螺栓 320從解鎖位置移動至鎖定位置)，該扭力彈簧能夠起到空程設(shè)備的作用。當(dāng)這種情況發(fā)生時，彈簧368在引導(dǎo)體356向阻擋位置運(yùn)動并且凸輪滾輪344保持在非阻擋位置時存儲能量。引導(dǎo)體356中的狹縫364允許引導(dǎo)體356相對于軸360和凸輪滾輪344移動。空程設(shè)備防止啟動器320在鎖緊螺栓320接觸肋條328時過載。一旦稍微移動轉(zhuǎn)向部件304以將阻礙的肋條328從鎖緊螺栓320的路徑中移開，彈簧368中存儲的能量即被釋放，從而凸輪滾輪344將鎖緊螺栓320驅(qū)動進(jìn)入鎖定位置并阻止其縮回解鎖位置。
圖13至17示出了另一結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向鎖400。圖13至17的轉(zhuǎn)向鎖400在一些方面與圖I至12的轉(zhuǎn)向鎖100、200、300相似。出于一致性，在適當(dāng)?shù)那闆r下重新使用具有增加 100后的首位數(shù)字的附圖標(biāo)記。上文參照轉(zhuǎn)向鎖100、200、300所作的描述，下文關(guān)于圖13 至17的轉(zhuǎn)向鎖400的特征和特點(diǎn)時不再具體說明。
如圖13和14所示，殼體408包括第一殼體部分408A和第二殼體部分408B，它們在示出的結(jié)構(gòu)中構(gòu)造為殼體半部。第一殼體部分408A和第二殼體部分408B是互補(bǔ)的形狀， 并通過緊固件409連結(jié)在一起，所述緊固件409可以包括螺紋緊固件，例如，示出的位于兩個殼體部分408A、408B的重疊區(qū)域的兩個螺釘。與前面描述的轉(zhuǎn)向鎖相似，殼體408構(gòu)造為安裝在接近轉(zhuǎn)向部件404的預(yù)定位置，而轉(zhuǎn)向鎖400的啟動設(shè)備416構(gòu)造為，選擇性地將鎖緊螺栓420移出殼體408，從轉(zhuǎn)向部件解鎖位置或簡稱為“解鎖”位置(圖16)移到轉(zhuǎn)向部件鎖定位置或簡稱為“鎖定”位置(圖15)。在示出的結(jié)構(gòu)中，鎖緊螺栓420可沿軸線B4在鎖定位置和解鎖位置之間移動，所述軸線B4基本垂直于轉(zhuǎn)向部件404的軸線A4。
在一個結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)向部件404與前面描述的環(huán)形轉(zhuǎn)向部件104、204、304本質(zhì)上是相同的，并且包括平行于軸線A4伸長的多個凹口或溝槽424，每對相鄰的溝槽424被肋條 428分隔。當(dāng)轉(zhuǎn)向鎖400被鎖定時，鎖緊螺栓420位于其中一個溝槽424中，并且在鎖緊螺栓420和兩個相鄰的肋條428之間的干涉防止轉(zhuǎn)向部件404圍繞軸線A4實(shí)質(zhì)的旋轉(zhuǎn)。根據(jù)特定應(yīng)用的需要，溝槽424和肋條428的尺寸、形狀和數(shù)量可以與示出的結(jié)構(gòu)有所不同。 還應(yīng)當(dāng)理解的是，轉(zhuǎn)向鎖400的啟動設(shè)備416以及上述任何其他啟動設(shè)備可以接合幾乎任何類型的轉(zhuǎn)向部件，以便選擇性地阻止轉(zhuǎn)向部件的使用。例如，一些結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向部件并不是帶有向外突出的肋條的管形或環(huán)形，而是可以具有不帶突出物的外表面，所述外表面提供一個或多個孔的形式的一個或多個鎖緊螺栓容納溝槽。這樣的結(jié)構(gòu)中的用于干涉鎖緊螺栓420的一個或多個肋條可以簡單地由孔附近的材料提供。
如圖14所示，殼體部分408A、408B的每一個均構(gòu)造為容納并支撐啟動設(shè)備416。 結(jié)合式啟動器安裝板和印刷電路板(PCB)411由殼體部分408A、408B共同容納，安裝板/PCB 411的邊緣411A由設(shè)置在殼體部分408A、408B內(nèi)部的溝道413容納。兩個啟動器底座415 固定至安裝板/PCB 411并支撐啟動器432相對的兩端。附加的座417(其可以是由第二殼體部分408B容納的軸承座)設(shè)置在輸出軸440的端部。在一些結(jié)構(gòu)中，PCB 411并不構(gòu)造為啟動器432的安裝板。在這樣的結(jié)構(gòu)中，啟動器432可以與PCB 411電連結(jié)，同時由殼體部分408A、408B的至少一個定位和/或安裝至殼體部分408A、408B的至少一個。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到啟動設(shè)備416的機(jī)械結(jié)構(gòu)，某些方面與已經(jīng)參照前面的轉(zhuǎn)向鎖100、200、 300的至少一個所描述的方面大體相似。例如，啟動設(shè)備416使用梭子436將鎖緊螺栓420 布置在鎖定位置。所述梭子可在阻擋位置和非阻擋位置之間移動，阻擋位置阻礙鎖緊螺栓 420向轉(zhuǎn)向部件解鎖位置的移動，而非阻擋位置不會阻礙鎖緊螺栓420向轉(zhuǎn)向部件解鎖位置的移動。此外設(shè)置空程設(shè)備，以便在鎖緊螺栓420被啟動為從解鎖位置向鎖定位置移動， 但是被阻止立即到達(dá)鎖定位置時如上所述地存儲啟動能量。然而，不像前面描述的轉(zhuǎn)向鎖 100、200、300，轉(zhuǎn)向鎖400的鎖緊螺栓420完全是被動的，因?yàn)闆]有設(shè)置偏置部件以將鎖緊螺栓420沿鎖緊螺栓軸線B4推向一個位置或另一個。下文詳細(xì)解釋啟動設(shè)備416具體的結(jié)構(gòu)和操作。
啟動器432(其可以是在最大負(fù)載時額定電流小于I. OA的電動機(jī),而在一些結(jié)構(gòu)中在最大負(fù)載時大約為500mA)連結(jié)至輸出軸440，以將輸出軸440關(guān)于軸線C4旋轉(zhuǎn)。在示出的結(jié)構(gòu)中，輸出軸440構(gòu)造為與曲柄443的齒輪部分443A齒輪嚙合的蝸輪。齒輪部分 443A形成曲柄443的從動部分，而驅(qū)動部分443B與齒輪部分443A旋轉(zhuǎn)連結(jié)并且在軸向偏離。曲柄443構(gòu)造為，在輸出軸440由啟動器432旋轉(zhuǎn)時關(guān)于軸線D4旋轉(zhuǎn)。如圖14所示， 一對支架445形成在第一殼體部分408A中，用于支撐曲柄443。
梭子436連結(jié)至曲柄443并且構(gòu)造為向鎖緊螺栓420施加啟動力。梭子436包括在樞軸457處連結(jié)至曲柄443的引導(dǎo)體或連桿456以及通過空程設(shè)備連接至連桿456的滾輪單元。在示出的結(jié)構(gòu)中，所述滾輪單元包括一對安裝在公共輪軸460上的滾輪軸承476， 而所述空程設(shè)備包括偏置部件，例如，位于連桿456的開口或狹縫464中的螺旋彈簧468。 從圖中可以看出，螺旋彈簧468的第一端可以鄰接狹縫464的第一端464A并且保持在連桿456的柱459上，而螺旋彈簧468的相對端可以鄰接輪軸460，使得滾輪單元通常保持在狹縫464的第二相對端。盡管示出了滾輪單元的一個結(jié)構(gòu)，然而應(yīng)當(dāng)理解的是，用于在梭子 436和鎖緊螺桿420之間提供滾動界面的很多可選擇結(jié)構(gòu)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。
滾輪單元操作性地通過鎖緊螺栓托架421與鎖緊螺栓420連結(jié)。鎖緊螺栓托架421包括容納連桿456的一部分的中央凹槽461。滾輪單元的輪軸460延伸穿過鎖緊螺栓托架421中的一對匹配的凸輪狹縫448并穿過連桿456中的狹縫464，由此將連桿456與鎖緊螺栓托架421連結(jié)。通過在鎖緊螺栓420的突出部420A和鎖緊螺栓托架421中的孔42IA 之間的嚙合，鎖緊螺栓420與鎖緊螺栓托架421連結(jié)，這使得鎖緊螺栓420和鎖緊螺栓托架 421能夠整體沿鎖緊螺栓軸線B4 —起移動。盡管在示出的結(jié)構(gòu)中設(shè)置為獨(dú)立的構(gòu)件，然而鎖緊螺栓420和鎖緊螺栓托架421構(gòu)成了鎖緊螺栓單元，并且可以在轉(zhuǎn)向鎖400的一些結(jié)構(gòu)中由可選擇結(jié)構(gòu)的鎖緊螺栓單元(例如，直接連結(jié)至梭子436的單件式鎖緊螺栓)代替。
滾輪單元的滾輪軸承476以及鎖緊螺栓托架421均被殼體408的內(nèi)部零件引導(dǎo)為線性移動。鎖緊螺栓托架421的多個部分接觸第一殼體部分408A內(nèi)側(cè)上的一對引導(dǎo)表面 484(圖14)，使得鎖緊螺栓托架421在被梭子436啟動時平行于鎖緊螺栓軸線B4移動。此外，第一殼體部分408A和第二殼體部分408B上的引導(dǎo)表面478A、478B將滾輪單元的移動約束于平面P4，所述平面P4基本垂直于鎖緊螺栓軸線B4。由此，滾輪單元垂直于鎖緊螺栓軸線B4移動，然而連桿456在曲柄443的運(yùn)動過程中具有呈現(xiàn)出多個角向的自由度。因?yàn)檩嗇S460由滾輪軸承476在其兩端支撐，所以輪軸460沿鎖緊螺栓托架421中的凸輪狹縫 448的表面受到低摩擦的滾動而不是滑動。相似地，滾輪軸承476的外部沿任何一對引導(dǎo)表面478A、478B受到低摩擦的滾動而不是滑動。
主要參照圖15至17描述轉(zhuǎn)向鎖400的操作和多個狀態(tài)。在圖15中轉(zhuǎn)向鎖處于鎖定的狀態(tài)，這就是說，鎖緊螺栓420沿軸線B4延伸至其鎖定位置，使其容納在轉(zhuǎn)向部件 404的其中一個溝槽424中，并且阻止了轉(zhuǎn)向部件404的旋轉(zhuǎn)。梭子436的滾輪單元位于凸輪狹縫448的表面448B上，所述表面448B基本垂直于鎖緊螺栓軸線B4延伸，以用作阻擋表面，使得梭子436阻擋或?qū)嶓w上阻礙鎖緊螺栓420從鎖定位置向圖16的解鎖位置移動。 在示出的結(jié)構(gòu)中，阻擋表面448B (盡管基本垂直于鎖緊螺栓軸線B4延伸)沿鎖緊螺栓軸線 B4定位，以與鎖緊螺栓軸線B4相交。通過滾輪軸承476和第二殼體部分408B的引導(dǎo)表面 478B之間的接觸，由轉(zhuǎn)向部件404向鎖緊螺栓420在解鎖方向上施加的任何力被反作用， 引導(dǎo)表面478B基本垂直于鎖緊螺栓軸線B4。這種來自轉(zhuǎn)向部件404的力不能反向驅(qū)動梭子436或啟動器432，從而鎖緊螺栓420被動卻可靠地停在鎖定位置。沒有沿鎖緊螺栓軸線 B4的偏置力施加給處于鎖定位置的鎖緊螺栓420，并且沒有來自啟動器432的能量和阻力用于將鎖緊螺栓420保持在鎖定位置。
為將轉(zhuǎn)向鎖400解鎖并釋放轉(zhuǎn)向部件404，梭子436從阻擋位置移動至非阻擋位置。對啟動器432進(jìn)行上電以旋轉(zhuǎn)輸出軸440，輸出軸440旋轉(zhuǎn)曲柄443 (如圖15至17所示為逆時針方向)以移動連桿456。連桿456被移動，以將滾輪單元(并且尤其是輪軸460) 拉離阻擋表面448B，并且拉進(jìn)凸輪狹縫448的相對于鎖緊螺栓軸線B4傾斜(以提供傾斜的凸輪表面448A)的部分。在示出的結(jié)構(gòu)中，每個凸輪狹縫448的凸輪表面448A以相對于鎖緊螺栓軸線B4大約45度而定向。當(dāng)滾輪單元被連桿456拉離阻擋表面448B (在圖15至 17中向右)時，輪軸460和傾斜的凸輪表面448A之間的接觸將鎖緊螺栓托架421和鎖緊螺栓420推向圖16的解鎖位置。盡管以特定方式向啟動器432提供動力以將鎖緊螺栓420 從鎖定位置移動至解鎖位置，然而鎖緊螺栓420由于錐形的尖端452 (其與上述尖端152相似)的構(gòu)造基本是自釋放的。由此，即使由轉(zhuǎn)向部件404向鎖緊螺栓420施加強(qiáng)力，該力也趨于將鎖緊螺栓420從轉(zhuǎn)向部件404自動釋放，而不是針對啟動器432的動力將鎖緊螺栓420楔住并保持在鎖定位置。因此，啟動器432不需要高的額定功率來應(yīng)對被楔住的鎖緊螺栓的狀況的撤出。
當(dāng)滾輪單元到達(dá)凸輪狹縫448中與阻擋表面448B相對的位置時，進(jìn)入解鎖位置的移動完成，如圖16所示。該位置限定了梭子436的非阻擋位置。在示出的結(jié)構(gòu)中，曲柄443 將梭子436定位在非阻擋位置中，盡可能遠(yuǎn)離鎖緊螺栓軸線B4。螺旋彈簧468或其他空程設(shè)備在解鎖位置不保存殘余能量或勢能，并且鎖緊螺栓420在解鎖位置不受到任何其他偏置力，使得啟動器432可以簡單地關(guān)閉，并且鎖緊螺栓420被動地位于解鎖位置，直到被啟動為再次鎖定。啟動器432在達(dá)到圖16的解鎖位置時自動停止。在一個結(jié)構(gòu)中，安裝板/ PCB 411上的磁性開關(guān)可以通過檢測曲柄443的磁體或磁性部分來檢測曲柄443的定向，以向啟動器432發(fā)出信號以便關(guān)閉。曲柄443額外的行程同樣被曲柄443的驅(qū)動部分443B 上的突出部447以及第一殼體部分408A內(nèi)部上的鄰接點(diǎn)449之間的干涉阻擋。
為了鎖定轉(zhuǎn)向鎖400并限制轉(zhuǎn)向鎖400的移動，對啟動器432上電以旋轉(zhuǎn)輸出軸 440，輸出軸440旋轉(zhuǎn)曲柄443 (圖15至17所示為順時針方向)以移動連桿456。連桿456 被移動以將滾輪單元(并且尤其是輪軸460)經(jīng)由螺旋彈簧468或其他空程設(shè)備沿傾斜的凸輪表面448A向阻擋表面448B推動。因?yàn)闈L輪單元被限制在平面P4內(nèi)移動，所以滾輪單元朝向阻擋表面448B的移動(在圖15至17中向左)引起鎖緊螺栓托架421和鎖緊螺栓420 沿軸線B4朝向轉(zhuǎn)向部件404移動。啟動器432在驅(qū)動曲柄443 —定量(對應(yīng)于需要將鎖緊螺栓420經(jīng)由梭子436啟動至鎖定位置)時自動停止。多種類型的開環(huán)或閉環(huán)控制可以用于控制啟動器432的啟/停操作。在一些結(jié)構(gòu)中，安裝板/PCB 411上的磁性開關(guān)可以通過檢測曲柄443的磁體或磁性部分來檢測曲柄443的定向，以向啟動器432發(fā)出信號以便關(guān)閉。如圖15所示，曲柄443可以旋轉(zhuǎn)剛好經(jīng)過上死點(diǎn)位置(在該位置處連桿456和螺旋彈簧468與曲柄軸線D4相交)，使得在鎖定位置中存儲在螺旋彈簧468中的殘余能量或勢能推動曲柄443以進(jìn)一步順時針旋轉(zhuǎn)。曲柄443在該方向額外的行程同樣被曲柄443的驅(qū)動部分443B上的突出部447以及第一殼體部分408A內(nèi)部上的鄰接點(diǎn)449之間的干涉阻擋。由此，鎖定位置是穩(wěn)定的，沒有啟動器432連續(xù)的供能，并且盡管輕微的偏置力可以存在于梭子436中(例如，在連桿456和滾輪單元之間的彈簧468或其他空程設(shè)備中)，鎖緊螺栓420 和鎖緊螺栓托架421不會在處于鎖定位置時在沿鎖緊螺栓軸線B4的任一方向上偏置。盡管在圖15中示出為旋轉(zhuǎn)稍微經(jīng)過上死點(diǎn)，然而曲柄443還可以大體在上死點(diǎn)處停止，以提供抵抗連接桿456反向驅(qū)動的穩(wěn)定鎖定位置。
上文對于通過將鎖緊螺栓420移動至鎖定位置而將轉(zhuǎn)向部件404鎖定的描述假定鎖緊螺栓420在被啟動時與轉(zhuǎn)向部件404的溝槽424對準(zhǔn)。這樣，空程設(shè)備將啟動能量從啟動器傳輸至滾輪單元并傳輸至鎖緊螺栓420，而大體無需吸收這樣的能量。然而，并不總是鎖緊螺栓420在被啟動時與轉(zhuǎn)向部件404的溝槽424對準(zhǔn)的情況。與前面描述的轉(zhuǎn)向鎖 100,200,300相似，圖13至17的轉(zhuǎn)向鎖400的梭子436構(gòu)造為，在梭子436被啟動以移動鎖緊螺栓420并且鎖緊螺栓420鄰近轉(zhuǎn)向部件404的肋條428時存儲由啟動器432提供的能量。當(dāng)這些情況出現(xiàn)在示出的結(jié)構(gòu)中時，啟動器432將梭子436的引導(dǎo)體或連桿部分456 移動至對應(yīng)于鎖緊螺栓阻擋位置的位置，但是滾輪單元并不到達(dá)阻擋位置。相反，螺旋彈簧 468在滾輪單元的輪軸460和狹縫464的端部464A之間被壓縮，如圖17所示。啟動器432 提供的能量由螺旋彈簧468存儲，并且啟動器432關(guān)閉。盡管示出在圖17的上死點(diǎn)位置，然而如上所述，連桿456可以相對于正常鎖定位置旋轉(zhuǎn)稍微經(jīng)過上死點(diǎn)(如圖15至17所示進(jìn)一步順時針旋轉(zhuǎn))。因?yàn)榍?43和連桿456在該位置是穩(wěn)定的并且不需主動由啟動器 432保持，所以轉(zhuǎn)向鎖400能夠保持在這個臨近鎖定位置，無需任何顯著的動力汲取并且不會到達(dá)故障狀態(tài)。從圖17所示的狀態(tài)，一旦轉(zhuǎn)向部件404移動為將溝槽424與鎖緊螺栓 420對準(zhǔn)，鎖緊螺栓420將通過空程設(shè)備中存儲的能量移動至鎖定位置。
本發(fā)明的多個特征和優(yōu)點(diǎn)在下面的權(quán)利要求中列出。
權(quán)利要求
1.一種用于選擇性地阻止具有肋條的旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向部件的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向鎖，所述轉(zhuǎn)向鎖包括能夠沿第一軸線在轉(zhuǎn)向部件鎖定位置和轉(zhuǎn)向部件解鎖位置之間移動的鎖緊螺栓，在所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置處，所述鎖緊螺栓的遠(yuǎn)端尖端定位為與所述肋條發(fā)生干涉，而在所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置處，所述鎖緊螺栓的遠(yuǎn)端尖端定位為與所述肋條解除干涉；能夠在非阻擋位置和阻擋位置之間移動的梭子，在所述非阻擋位置處，所述梭子不阻礙所述鎖緊螺栓從所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置向所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置的移動，而在所述阻擋位置處，所述梭子阻礙所述鎖緊螺栓離開所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置的移動；啟動器，所述啟動器連結(jié)至所述梭子并且可操作為，通過使所述梭子從所述非阻擋位置向所述阻擋位置移動而將所述鎖緊螺栓驅(qū)動至所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置；以及所述啟動器和所述鎖緊螺栓之間的空程連接，其中來自所述啟動器的啟動力經(jīng)過所述空程連接傳輸，以在所述肋條沒有與所述第一軸線對準(zhǔn)時將所述鎖緊螺栓驅(qū)動至所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置，并且其中來自所述啟動器的啟動力在所述肋條與所述第一軸線對準(zhǔn)時由所述空程連接吸收。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述梭子包括連結(jié)至所述鎖緊螺栓的第一部分和連結(jié)至所述啟動器的第二部分，其中所述空程連接設(shè)置在梭子的第一部分和第二部分之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述空程設(shè)備包括彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述第一部分包括構(gòu)造為提供滾動界面的滾輪單元，用于將所述鎖緊螺栓向所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置驅(qū)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)向鎖，進(jìn)一步包括殼體，所述殼體具有基本平坦的引導(dǎo)表面，用于支撐所述滾輪單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中在所述梭子和所述鎖緊螺栓之間設(shè)置第一傾斜凸輪表面，使得梭子在基本垂直于所述第一軸線的方向上朝向所述阻擋位置的基本線性的移動用于將鎖緊螺栓向所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中在所述梭子和所述鎖緊螺栓之間設(shè)置第二傾斜凸輪表面，使得梭子在基本垂直于所述第一軸線的方向上朝向所述非阻擋位置的基本線性的移動用于將鎖緊螺栓向所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述鎖緊螺栓包括錐形尖端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述錐形尖端的表面與所述第一軸線形成大約 10度至大約20度之間的角。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述錐形尖端的表面與所述第一軸線形成大約12度至大約16度之間的角。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述鎖緊螺栓被偏置到所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述鎖緊螺栓沒有沿所述第一軸線偏置。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述啟動器是在最大負(fù)載時額定電流小于 I. OA的電動機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述電動機(jī)在最大負(fù)載時額定電流大約為500mAo
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述鎖緊螺栓是整體移動式鎖緊螺栓單元的一部分，所述整體移動式鎖緊螺栓單元還包括鎖緊螺栓托架。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述梭子與所述鎖緊螺栓托架共享凸輪界面，用于將所述鎖緊螺栓向所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置和所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置中的至少一個移動。
17.一種用于選擇性地阻止具有肋條的旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向部件的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向鎖，所述轉(zhuǎn)向鎖包括能夠沿第一軸線在轉(zhuǎn)向部件鎖定位置和轉(zhuǎn)向部件解鎖位置之間移動的鎖緊螺栓，在所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置處，所述鎖緊螺栓的遠(yuǎn)端尖端定位為與所述肋條發(fā)生干涉，而在所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置處，所述鎖緊螺栓的遠(yuǎn)端尖端定位為與所述肋條解除干涉；能夠在非阻擋位置和阻擋位置之間移動的梭子，在所述非阻擋位置處，所述梭子不阻礙所述鎖緊螺栓從所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置向所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置的移動，而在所述阻擋位置處，所述梭子阻礙所述鎖緊螺栓離開所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置的移動；啟動器，所述啟動器連結(jié)至所述梭子并且可操作為，通過使所述梭子從所述非阻擋位置向所述阻擋位置移動而將所述鎖緊螺栓驅(qū)動至所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置；以及所述啟動器和所述鎖緊螺栓之間的空程連接，所述空程連接構(gòu)造為，在所述梭子從所述非阻擋位置向所述阻擋位置移動同時所述肋條與所述第一軸線對準(zhǔn)的時候，存儲所述啟動器提供的能量，其中通過所述空程連接存儲的能量，所述鎖緊螺栓能夠在所述肋條移動離開所述第一軸線時移動至所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述梭子包括連結(jié)至所述鎖緊螺栓的第一部分和連結(jié)至所述啟動器的第二部分，其中所述空程連接設(shè)置在梭子的第一部分和第二部分之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述空程設(shè)備包括彈簧。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述第一部分包括構(gòu)造為提供滾動界面的滾輪單元，用于將所述鎖緊螺栓向所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置驅(qū)動。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的轉(zhuǎn)向鎖，進(jìn)一步包括殼體，所述殼體具有基本平坦的引導(dǎo)表面，用于支撐所述滾輪單元。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中在所述梭子和所述鎖緊螺栓之間設(shè)置第一傾斜凸輪表面，使得梭子在基本垂直于所述第一軸線的方向上朝向所述阻擋位置的基本線性的移動用于將鎖緊螺栓向所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置移動。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中在所述梭子和所述鎖緊螺栓之間設(shè)置第二傾斜凸輪表面，使得梭子在基本垂直于所述第一軸線的方向上朝向所述非阻擋位置的基本線性的移動用于將鎖緊螺栓向所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置移動。
24.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述鎖緊螺栓包括錐形尖端。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述錐形尖端的表面與所述第一軸線形成大約10度至大約20度之間的角。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述錐形尖端的表面與所述第一軸線形成大約12度至大約16度之間的角。
27.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述鎖緊螺栓被偏置到所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置。
28.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述鎖緊螺栓沒有沿所述第一軸線偏置。
29.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述啟動器是在最大負(fù)載時額定電流小于 I. OA的電動機(jī)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述電動機(jī)在最大負(fù)載時額定電流大約為 500mAo
31.根據(jù)權(quán)利要求17轉(zhuǎn)向鎖，其中所述鎖緊螺栓是整體移動式鎖緊螺栓單元的一部分，所述整體移動式鎖緊螺栓單元還包括鎖緊螺栓托架。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的轉(zhuǎn)向鎖，其中所述梭子與所述鎖緊螺栓托架共享凸輪界面，用于將所述鎖緊螺栓向所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置和所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置中的至少一個移動。
33.一種用于選擇性地阻止具有肋條的旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向部件的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向鎖，所述轉(zhuǎn)向鎖包括能夠沿第一軸線在轉(zhuǎn)向部件鎖定位置和轉(zhuǎn)向部件解鎖位置之間移動的鎖緊螺栓，在所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置處，所述鎖緊螺栓的遠(yuǎn)端尖端定位為與所述肋條發(fā)生干涉，而在所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置處，所述鎖緊螺栓的遠(yuǎn)端尖端定位為與所述肋條解除干涉；能夠在非阻擋位置和阻擋位置之間移動的梭子，在所述非阻擋位置處，所述梭子不阻礙所述鎖緊螺栓從所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置向所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置的移動，而在所述阻擋位置處，所述梭子阻礙所述鎖緊螺栓離開所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置的移動；啟動器，所述啟動器連結(jié)至所述梭子并且可操作為，通過使所述梭子從所述非阻擋位置向所述阻擋位置移動而將所述鎖緊螺栓驅(qū)動至所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置；并且其中所述鎖緊螺栓沒有沿所述第一軸線偏置。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的轉(zhuǎn)向鎖，進(jìn)一步包括所述啟動器和所述鎖緊螺栓之間的空程連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于選擇性地阻止具有肋條的旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向部件的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向鎖，所述轉(zhuǎn)向鎖包括可沿第一軸線在轉(zhuǎn)向部件鎖定位置和轉(zhuǎn)向部件解鎖位置之間移動的鎖緊螺栓，在所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置中，所述鎖緊螺栓的遠(yuǎn)端尖端定位為與所述肋條發(fā)生干涉，而在所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置中，所述鎖緊螺栓末端的尖端定位為與所述肋條解除干涉。梭子可在非阻擋位置和阻擋位置之間移動，在所述非阻擋位置中，所述梭子沒有阻礙所述鎖緊螺栓從所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置向所述轉(zhuǎn)向部件解鎖位置的移動，而在所述阻擋位置中，所述梭子阻礙所述鎖緊螺栓離開所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置的移動。啟動器連結(jié)至所述梭子并且可操作為，通過使所述梭子從所述非阻擋位置向所述阻擋位置移動而將所述鎖緊螺栓驅(qū)動至所述轉(zhuǎn)向部件鎖定位置。所述鎖緊螺栓沒有沿所述第一軸線偏置。
文檔編號B60R25/00GK102939225SQ201180013886
公開日2013年2月20日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者S·J·迪米格, J·W·貝倫斯, M·D·芬克 申請人:斯特拉泰克安全公司