CN105398419A - 止动环锁定件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种止动环锁定件(100)，用于锁定转向轴的止动环(103)，其中，止动环(103)具有多个沿周向布置的齿(105)，这些齿分别具有沿止动环纵向方向(109)延伸的齿侧面(107)，其中，方向盘锁定件(100)具有用于嵌接到止动环(103)的相邻的齿(105)之间的嵌接元件(111)，其中，嵌接元件(111)以能在嵌接位置与释放位置之间运动的方式构造，并且其中，在转矩导入止动环(103)中的情况下，嵌接元件(111)在嵌接位置中具有至少一个用于作用到止动环(103)的齿(105)的齿侧面(107)上的嵌接区段(119)，其中，嵌接元件(111)的嵌接区段(119)在嵌接位置中以沿着齿侧面(107)的止动环纵向方向(109)至少部分外凸的方式构造。

Description

止动环锁定件

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前述部分的用于锁定机动车转向轴的止动环的止动环锁定件，其中，止动环具有多个沿周向布置的齿，这些齿分别具有沿止动环纵向方向延伸的齿侧面，其中，方向盘锁定件具有用于嵌接到止动环的相邻的齿之间的嵌接元件，其中，嵌接元件以能在嵌接位置与释放位置之间运动的方式构造，并且其中，在将转矩导入止动环中的情况下，嵌接元件在嵌接位置中具有至少一个用于作用到止动环的齿的齿侧面上的嵌接区段。

背景技术

在公知的用于机动车的方向盘锁定件中使用嵌接元件或者锁定销，其嵌接到转动轴的止动环中，以便锁止止动环并且进而阻止转向轴。这种类型的方向盘锁定件在此必须考虑到一定的负载，并且例如通过转矩测试，直至材料负载边界地负载。在此，嵌接元件在其侧向接触面(其与止动环的齿侧面形成接触)上变形，直至进入塑性范围。由于转向柱、止动环和嵌接元件的转动运行的公差和偏差，会出现该嵌接元件以不同的角度沉入止动环中。

现有技术的缺点在于，由于嵌接到止动环中的嵌接元件的通常为矩形的横截面，或者由于侧向接触面的平的构造，存在发生倾斜的危险以及嵌接元件倾斜地沉入止动环中的危险。在倾斜地沉入的嵌接元件的情况下，嵌接元件仅在其棱边上与止动环的相对应的齿面形成接触。特别是在高转矩负载的情况下，这会导致强烈提高的点式材料负载，其部分地作为纯拉伸负载作用到嵌接元件上。因为以对于嵌接元件而言常见的方式使用的材料具有相比于抗拉强度而言明显更高的抗压强度，所以存在可能使嵌接元件受到损害并分离成小碎片的危险。

发明内容

基于本发明的任务在于，说明一种方向盘锁定件，其克服了现有技术中公知的问题，并且即使在嵌接元件倾斜地沉入止动环中的情况下，通过在材料负载边界处的转矩测试，该方向盘锁定件也不受损伤。

该任务通过具有根据独立权利要求的特征的主题得到解决。本发明的有利实施方式是附图、说明书以及从属权利要求的主题。

根据本发明的观点，该任务通过用于锁定转向轴的止动环的止动环锁定件来解决，其中，止动环具有多个沿周向布置的齿，这些齿分别具有沿止动环纵向方向延伸的齿侧面，其中，方向盘锁定件具有用于嵌接到止动环的相邻齿之间的嵌接元件，其中，嵌接元件以能在嵌接位置与释放位置之间运动的方式构造，并且其中，在将转矩导入止动环中的情况下，嵌接元件在嵌接位置中具有至少一个用于作用到止动环的齿的齿侧面上的嵌接区段，其中，嵌接元件的嵌接区段在嵌接位置中以沿着齿侧面的止动环纵向方向至少部分外凸的方式构造。由此，例如实现了下述技术优点，即，在导入转矩的情况下，嵌接元件在嵌接区段的区域中经受均匀分布的压力负载。由此，纯压力负载被导入嵌接元件中，并且由于点式的高的应变力而避免了在嵌接区段的区域中的损伤。

在一个有利的实施方式中，嵌接元件的至少部分外凸构造的嵌接区段在嵌接位置中以嵌接区段的中间区域贴靠在齿侧面上。由此，例如得到了下述优点，即，甚至在转矩负载连续地提高，直至嵌接元件的塑性材料强度的范围中的情况下，嵌接区段和止动环的齿侧面之间的接触面仍会连续地增大。尽管如此，在此仍实现了均匀的应力分布。

优选的是，止动环的相邻的齿之间的间距大于嵌接元件在嵌接区段的区域中的最大厚度。由此，以有利的方式实现了使嵌接元件不会在止动环的齿之间夹住或者张紧。

根据一个有利的实施方式，嵌接元件具有止挡区域，该止挡区域在嵌接位置中沿止动环纵向方向至少部分外凸地构造，并且被构造成用于作用到止动环的相邻的齿之间沿止动环纵向方向延伸的底部上。由此，例如实现了下述技术优点，即，在嵌接元件在止动环的齿之间的沉入深度方面的变化得到补偿。沉入深度的变化例如可以由于嵌接元件与止动环之间的公差而产生，或者也可以由于轴偏移以及由此导致的嵌接元件斜着沉入止动环中而产生。这特别是在如下嵌接元件的情况下是重要的，这种嵌接元件以能借助旋转运动在嵌接位置与释放位置之间运动的方式构造。

根据另一实施方式，在嵌接元件的止挡面与嵌接区段之间的过渡棱边阶梯状地构造。由此实现了，在导入转矩的情况下，不完全地嵌接到齿之间的嵌接元件附加地被锁紧以防滑出。由此，得到了另一优点，即，从止动环底部到齿侧面内凹地延伸的过渡部与嵌接元件的不是阶梯状的构造的过渡棱边在嵌接位置中会形成接触。因此，在嵌接元件的嵌接区段与齿侧面之间不会形成面式接触。因此，在嵌接区段的下端部上阶梯状构造的过渡棱边能够实现的是，在导入转矩时可以在嵌接元件的嵌接区段与齿侧面之间形成面式接触。

特别优选的是，嵌接元件由烧结金属制成。由此，实现了下述优点，即，嵌接元件可以特别低成本地制造。这可以参考现有的制造方法，其中，可以有针对性地改变材料特性，并且可以匹配于改变的条件，像例如造型、表面硬化或者材料组成。

根据另一实施方式，止动环锁定件包括滑差离合器(Rutschkupplung)。由此，得到了下述技术优点，即，可以允许在嵌接元件强度方面的妥协。这基于如下有效的法规要求和标准，即，当止动环锁定件包括滑差离合器时，针对转向轴锁定件，在机动车行业中通过转矩测试规定了降低的失效负载(Versagenslast)。

根据另一实施方式，嵌接元件以能通过围绕转动销的旋转在嵌接位置与释放位置之间运动的方式构造。由此，例如实现了下述优点，即，嵌接元件的运动在机械方面可以特别简单地实现，并且此外与嵌接元件的平移运动相比，能够实现特别紧凑的构造。

根据一个可行的实施方式，止动环锁定件具有液压的、气动的或者是电的驱动器。这得到了下述技术优点，即，嵌接元件的运动，特别是在嵌接位置与释放位置之间旋转地进行运动的情况下，可以利用实践中的每一种技术设计方案来实现。

根据另一可行的实施方式，嵌接元件布置在嵌接元件壳体中。由此特别实现了，止动环锁定件可以作为紧凑的单元在嵌接元件壳体中在安装位置上简单地进行整合或者装配。

根据一个特别有利的实施方式，嵌接元件壳体具有支撑面。由此，嵌接元件在嵌接位置中，在转矩导入止动环的情况下，附加地通过支撑面的侧向布置得到支撑。特别是在高转矩负载的情况下，这导致降低的材料负载，这是因为针对嵌接元件的机械负载不同地分布。

根据另一有利的实施方式，止动环锁定件布置在构造用于容纳止动环和转向轴的壳体中。由此，实现了下述技术优点，即，止动环锁定件、止动环和转向轴可以构建为紧凑的结构组件。在此特别可以改善结构组件的共同作用的构件的公差，并且因而降低损坏概率。

附图说明

在附图中示出本发明的实施例并在下文中对其进行详细说明。其中：

图1示出止动环锁定件的示意图，其与止动环形成嵌接；

图2示出在嵌接元件壳体中的根据图1的止动环锁定件的示意图；

图3示出止动环锁定件的示意图；

图4示出止动环锁定件的横截面的一个示意图，其与止动环形成嵌接；以及

图5示出止动环锁定件的横截面的另一示意图，其与止动环形成嵌接。

具体实施方式

图1示出了止动环锁定件100的示意图，其与止动环103形成嵌接。该止动环锁定件100锁定止动环103，止动环与转向轴固定相连(未示出)，为此方向盘锁定件100利用嵌接元件111嵌接在止动环103的相邻的齿105之间。止动环103具有多个沿周向布置的齿105，其中，齿105分别具有沿着止动环纵向方向109延伸的齿侧面107。在此，嵌接元件111被构造成使其可以在嵌接位置与释放位置之间运动。在嵌接位置与释放位置之间的运动在此优选可以通过围绕转动销的旋转来实施。但作为替选，在嵌接位置与释放位置之间的运动就同样可以通过平移运动来实施。在此，止动环锁定件100在嵌接位置与释放位置之间的运动可以液压地、气动地、电地或者以其他每种能想到的方式进行。在嵌接位置中，方向盘锁定件100借助嵌接元件111嵌接在止动环103的相邻的齿105之间，因此阻止了止动环103或者说转向轴(未示出)的旋转运动。如果在嵌接元件111位于止动环103的相邻的齿105之间的嵌接位置中期间，将转矩导入止动环103中，那么嵌接区段119作用到止动环103的齿105的齿侧面107上。为了防止嵌接元件111与止动环103的相对应的齿面107发生棱边接触，嵌接元件111的嵌接区段119沿着齿侧面107的止动环纵向方向109至少部分外凸地构造。优选的是，嵌接区段119的至少部分外凸的结构在两侧构造在嵌接元件111上，以便以止动环103的对置的齿面107接收转矩负载。优选的是，嵌接元件111由烧结金属制成，这是因为其可以特别简单且低成本地制造。但作为替选，嵌接元件111同样可以由其他适合的材料或者利用其他制造方法来制造。

图2示出了根据图1的止动环锁定件100的示意图，其中，止动环锁定件布置在嵌接元件壳体113中。省略了对前述附图的相同特征的重复描述。在此，止动环锁定件100与嵌接元件壳体113可以作为紧凑的单元在安装位置、例如机动车的转向轴上进行装配。附加地，嵌接元件壳体113具有支撑面(未示出)。当将转矩导入止动环103中时，支撑面支撑嵌接元件111，其方式是，支撑面在侧向布置在嵌接元件111上的情况下接收所引入的力的一部分。附加地，可以将止动环锁定件100布置在壳体(未示出)中，在该壳体中，除了止动环103外还容纳有转向轴。

图3示出了止动环锁定件100的嵌接元件111的示意图。省略了对前述附图的相同特征的重复描述。嵌接元件111在具有至少部分外凸的构造的嵌接区段119下方示出了止挡区域301。该止挡区域301在嵌接位置中沿止动环纵向方向109至少部分外凸地构造，并且在嵌接位置中作用到在止动环103的相邻的齿105之间沿止动环纵向方向109延伸的底部115上。在嵌接区段119与止挡面301之间，嵌接元件111的过渡棱边303阶梯状地构造。该阶梯状的构造一方面在导入转矩时不完全地嵌接在齿105之间的嵌接元件111将要滑出的情况下用作对嵌接元件111的保护。另一方面，使得可以实现从止动环103的底部115到齿侧面107的内凹地延伸的过渡，从而在导入转矩的情况下，在嵌接元件111的嵌接区段119与齿侧面107之间可以产生面式接触。

图4示出了止动环锁定件111的横截面的一个示意图，止动环锁定件与止动环103形成嵌接。省略了对前述附图的相同特征的重复描述。嵌接元件111的至少部分外凸构造的嵌接区段119在嵌接位置中利用嵌接区段119的中间区域贴靠在齿侧面107上。如果现在导入止动环103中的转矩负载连续提高，那么在嵌接区段119与止动环103的齿侧面107之间的接触面会增加。在此，通过外凸的构造实现了均匀的应力分布。在止动环103的相邻的齿105之间的间距401略微大于嵌接元件111在嵌接区段119区域中的最大厚度403。所产生的气隙防止了嵌接元件111被夹在止动环的齿105之间。

图5示出了止动环锁定件100横截面的另一示意图，止动环锁定件与止动环103形成嵌接。通过在嵌接区段119的下端部上阶梯状构造的过渡棱边303实现或者说改善了嵌接元件111的嵌接区段119与齿侧面107之间的面式接触。

本发明在其实施方案上并不局限于前述实施例。更确切地说可以考虑多种变型方案，它们即使在原则上根本不同类型的实施方案下也可以利用所提出的解决方案。所有来自权利要求、说明书和附图的特征和/或优点(包括结构细节和空间布置)，无论其本身还是以不同的组合方式都是对本发明而言很重要的。

附图标记列表

100止动环锁定件

103止动环

105齿

107齿侧面

109止动环纵向方向

111嵌接元件

113嵌接元件壳体

115底部

119嵌接区段

301止挡区域

303过渡棱边

401间距

403嵌接元件的最大厚度

Claims (12)

1.一种用于锁定转向轴的止动环(103)的止动环锁定件(100)，其中，所述止动环(103)具有多个沿周向布置的齿(105)，所述齿分别具有沿止动环纵向方向(109)延伸的齿侧面(107)，其中，所述方向盘锁定件(100)具有用于嵌接到所述止动环(103)的相邻齿(105)之间的嵌接元件(111)，其中，所述嵌接元件(111)以能在嵌接位置与释放位置之间运动的方式构造，并且其中，在转矩导入所述止动环(103)中的情况下，所述嵌接元件(111)在所述嵌接位置中具有至少一个用于作用到所述止动环(103)的齿(105)的齿侧面(107)上的嵌接区段(119)，其特征在于，所述嵌接元件(111)的嵌接区段(119)在所述嵌接位置中以沿着所述齿侧面(107)的止动环纵向方向(109)至少部分外凸的方式构造。

2.根据权利要求1所述的止动环锁定件(100)，其特征在于，所述嵌接元件(111)的至少部分外凸地构造的嵌接区段(119)在所述嵌接位置中以所述嵌接区段(119)的中间区域贴靠在所述齿侧面(107)上。

3.根据前述权利要求中任一项所述的止动环锁定件(100)，其特征在于，在所述止动环(103)的相邻的齿(105)之间的间距(401)大于所述嵌接元件在所述嵌接区段(119)的区域中的最大厚度(403)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的止动环锁定件(100)，其特征在于，所述嵌接元件(111)具有止挡区域(301)，所述止挡区域在所述嵌接位置中沿止动环纵向方向(109)至少部分外凸地构造，并且被构造成用于作用到在所述止动环(103)的相邻的齿(105)之间沿止动环纵向方向(109)延伸的底部(115)上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的止动环锁定件(100)，其特征在于，在所述嵌接元件(111)的止挡面(301)与嵌接区段(119)之间的过渡棱边(303)阶梯状地构造。

6.根据前述权利要求中任一项所述的止动环锁定件(100)，其特征在于，所述嵌接元件(111)由烧结金属制成。

7.根据前述权利要求中任一项所述的止动环锁定件(100)，其特征在于，所述止动环锁定件(100)包括滑差离合器。

8.根据前述权利要求中任一项所述的止动环锁定件(100)，其特征在于，所述嵌接元件(111)以能通过围绕转动销的旋转在所述嵌接位置与所述释放位置之间运动的方式构造。

9.根据前述权利要求中任一项所述的止动环锁定件(100)，其特征在于，所述止动环锁定件(100)具有液压的、气动的或者电的驱动器。

10.根据前述权利要求中任一项所述的止动环锁定件(100)，其特征在于，所述嵌接元件(111)布置在嵌接元件壳体(113)中。

11.根据权利要求10所述的止动环锁定件(100)，其特征在于，所述嵌接元件壳体(113)具有支撑面。

12.根据前述权利要求中任一项所述的止动环锁定件(100)，其特征在于，所述止动环锁定件(100)布置在构造用于容纳所述止动环(103)和转向轴的壳体中。