锁止销的制作方法

本发明涉及一种锁止销。

背景技术：

1、例如由de 10 2012 112 610 a1公开的一种手动操作的锁止销，其由套筒以及支承在套筒中的锁销主体构成，该锁销主体具有锁止端和操作端。所述锁销主体在套筒内以可轴向移动的方式被支承，并且可在第一轴向端部位置和第二轴向端部位置之间移动。

2、其中，所述锁销主体可至少在其中一个轴向端部位置处相对于套筒借助锁止机构锁止，从而暂时或持久地固定。此外，该锁止销还可具有自动复位功能，从而占据初始位置。

3、所述锁止销是通过按压还是通过拉动操作元件（例如按钮）来移动以实现操作或锁定/解锁，取决于复位元件（例如压缩弹簧或拉伸弹簧）的安装位置。

4、这种锁止销的缺点在于，不通过目视检查就无法确定锁销主体处于何种位置。例如，如果将这种锁止销用于固定构件（如机器外壳上的盖板），则必须确保锁止销是处于其轴向锁止位置还是已解除锁止。只有这样才能保证构件被安全锁定或解锁。

5、然而，利用根据现有技术的锁止销，仅能通过视觉感知来获取锁止销的位置。

6、即使锁销主体看似处于其锁止位置，或者锁销主体被其他构件遮挡而无法看到，也无法从远处位置确定锁止销是否真正锁止并固定就位。例如，锁止销可能因振动而从其锁止位置或解锁位置松脱而未被察觉。

7、ep 3 527 760 b1公开了一种锁止销，其具有圆柱形的锁销导向件，在该锁销导向件中支承有轴向可移动的锁销主体，该锁销主体具有锁止端和操作端。所述锁销主体可在两个轴向端部位置之间移动并具有操作元件。在所述锁销导向件上固定有至少一个传感器，该传感器通过一个与锁销主体连接的磁体检测锁销主体的端部位置并产生可进一步处理的信号。所述磁体位于锁销导向件的内部空间，并与锁销主体外周上的轴肩连接，其中该磁体呈环形或分段式地包围该锁销主体。

8、锁销导向件的内部空间直接取决于锁销主体的行程。为了实现更大的行程，需要增大内部空间，因为与锁销主体连接的磁体所经过的路程更长。这导致整个锁止销所需的结构空间增加。

9、特别是在大型设备中涉及安全相关的应用场合，锁止销必须经过更长的行程进行操作，此时需要精确确定并监控锁销主体的解锁位置。

技术实现思路

1、本发明的任务在于，对已知类型的锁止销作进一步改进，使得锁销导向件的内部空间能够独立于锁销主体的行程被优化，而不会影响系统的功能，特别是通过磁体对锁销主体端部位置的精确检测。

2、该任务根据本发明通过独立权利要求的特征来解决，而本发明的有利构型和改进方案可从从属权利要求中得出。

3、有利的特征在于，所述磁体沿所述锁销主体的杆部轴向可移动地支承。

4、由此，在拉动锁销主体时，磁体滞后地进入传感器的检测区域。这样，当拉动锁销主体时，磁体由于行程延迟而延迟进入传感器的检测区域。开关查询仅在磁体到达特定位置时才进行，而与拉动锁销主体的速度无关。由此确保传感器仅在规定的行程距离时才做出反应，从而能够精确检测端部位置。

5、锁销主体杆部上的轴肩从第一轴向端部位置或第二轴向端部位置之间的中部以上的区域开始，才将磁体朝向第二轴向端部位置的方向带动。

6、在示例性的10 mm行程中，优选环形磁体仅需移动3至4 mm即可检测到磁阻尼。磁体在此并不与锁销主体固定连接，而是在行程即将结束时才被锁销主体沿轴向方向带动。为此，中央的锁销主体具有一径向轴肩，一旦锁止销已被抬升一定距离，优选环形或圆形的磁体便贴靠在该轴肩上。

7、与现有技术中已知的固定磁体相比，此处的磁体仅在行程的"末端"才被带动，且仅移动到信号产生所需的程度。采用这种结构，无需更大的行程。

8、提升力在此克服螺旋弹簧作用在磁体上，该螺旋弹簧作为复位弹簧的功能将在后文中描述。磁体不必完全被传感器环覆盖；接近传感器环便足以产生信号。传感器由此对磁性接近做出反应，从而触发开关查询。然而，重要的是，磁体必须移动一定的、取决于部件尺寸的最小距离，才能产生可测量的信号。该最小距离确保磁体充分进入传感器区域，从而能够清晰可靠地识别锁销主体的位置。

9、本发明的另一个特征是分体式壳体，其中两半壳体通过连接座相互连接。这在锁销导向方面具有优点，并且在锁销导向件装配时能够特别简单地集成磁体，从而实现结构空间的优化。

10、为此，锁销导向件在磁体可移动地支承的空腔区域内构造成两部分组件，由上壳体和下壳体组成。这两个壳体部件可例如通过螺纹连接、压配合连接或激光焊接相互连接。

11、在另一个实施方式中，锁销主体可在其中一个或两个端部位置处通过锁止机构、摩擦力或吸附力保持。

12、在本发明中，取代锁止查询，保护的是脱离锁止查询。这意味着，脱离锁止的状态被通过信号技术手段检测，例如采用磁敏传感器来实现。

13、这种方案的优点在于，检测结果可作为高电平信号进行评价。这意味着，仅当识别到高电平信号时，才认为状态已达成。与现有技术中仅以信号缺失作为位置识别标准相比，本方案提供了一种更可靠的监控方式。由此不仅可以检测端部位置，还能及早发现潜在的偏差，例如锁销主体意外脱离锁止。因此，本发明能够更精确地监控位置，并确保无论通过无线电还是有线通信，始终提供"正向"反馈。

14、磁体支承在锁销导向件的空腔中，该空腔朝向靠近操作端的第一轴向端部方向通过一个台阶限定，朝向靠近锁止端的第二轴向端部方向通过一个台阶限定。锁销主体分别穿过台阶之间的一个凹部被引导。

15、在磁体的上侧与台阶之间夹设有弹簧，该弹簧用作复位弹簧。在另一个实施方式中，在垂直安装位置下可省去这种复位弹簧，此时磁体在重力作用下回落至下侧的台阶上的初始位置。

16、该空腔由朝向操作端的上腔室和朝向锁止端的下腔室构成。其中，上腔室的直径相对于下腔室缩小，两个腔室之间的过渡部位由一个台阶形成。

17、当磁体移动时，其在朝向操作端的第一轴向端部位置处抵靠于该台阶。

18、在朝向锁止端的第二轴向端部位置处，磁体抵靠于另一台阶。

19、磁体可轴向磁化或径向磁化，其中也可实现其他磁化方向，例如径向或切向磁化。此外，还可使用具有多个磁极的多极磁体，从而影响磁场分布。当操作按钮以驱动锁销主体在锁销导向件中轴向移动时，环形磁体相对于安装在锁销导向件区域内的传感器移动。

20、磁体呈环形或分段式地包围锁销主体。但磁体也可具有椭圆形或多边形形状，其中该形状优选适配于引导通道的内周。所使用的磁体例如可以是钕磁体或铁氧体磁体，或由其他磁性材料构成。对于传感器的标准化安装，要求磁体精确制造，以确保一致且可重复的开关距离。或者，也可使用具有非均匀磁场、不同材料等级和磁场强度公差的磁体，在此情况下开关距离的精度可能受影响，但在许多应用中信号质量仍足够，或者可通过适当的迭代校准或示教过程确定一个或多个所需的补偿或偏移因子，应用这些因子可补偿因质量导致的开关精度不足。

21、因此，本发明的一个本质特征在于采用具有位置查询功能的锁止销，该功能能够确定锁止销是处于锁止状态和/或脱离锁止状态，即锁定和/或解锁状态。传感器在此检测锁销主体的前端端部位置（锁止位置）或后端端部位置（解锁位置），或检测锁销主体的两个端部位置。为此，在锁销导向件上固定有至少一个传感器，该传感器将锁销主体的两个轴向端部位置作为测量参量进行检测，并由此产生可进一步处理的信号，该信号可以是液压、气动或优选电信号。

22、为检测在锁销导向件中可移动的锁销主体的位置，使用识别该位置并将其转换为测量信号的传感器。这种传感器要么以非接触方式响应物体的接近，即无需直接接触。

23、本发明要求保护以下示例性列举的接近传感器和线性位移传感器的使用：

24、电感式传感器：其既响应铁磁性金属物体，也响应非磁性金属物体。

25、电容式传感器：其响应金属和非金属材料。当物体接近时，传感器振荡电路的振荡频率发生变化。

26、磁敏传感器（例如舌簧开关、舌簧触点或霍尔传感器）：其响应磁场。

27、替代地，也可使用机械式或触动式限位开关，其通过气动、液压或电子方式提供可评估的信号。

28、此外，位置检测也可借助rfid（射频识别）或nfc（近场通信）技术实现，此时传感器由应答器替代。在此情况下，相应的天线位于可移动锁销主体的操作按钮中。

29、下文中将借助一种响应磁场的磁敏传感器类型来描述本发明。在第一实施方式中，永磁体安装在锁止销的可移动部件上。根据锁止销的调节位置，磁体与相应传感器的距离不同。磁敏传感器的优点在于，即使在恶劣条件下，如高温、粉尘和振动，以及透过非铁磁性物体，也能可靠工作。

30、用于操作锁销主体的操作元件例如可以设计为操作按钮。但本发明并不限于这种操作按钮的设计；手柄、插销、t形手柄或任何其他操作元件（带或不带手柄）也涵盖在本发明范围内。

31、传感器定位在接触面的下方，该接触面是操作按钮的下侧在锁止销处于锁止位置时抵靠之处。传感器嵌入在传感器保持架中，该保持架至少部分地环状包围锁销导向件。如果传感器检测到环形磁体的磁场且该磁场低于特定阈值，则传感器输出一个信号，该信号指示锁销主体处于解锁位置。环形磁体是接近传感器还是远离传感器，均可由该传感器检测到。

32、传感器可在部件生产过程中进行编程，使得例如必须超过2–6毫特斯拉的阈值，传感器才会发出信号。

33、传感器以可拆卸或不可拆卸的方式，通过形锁合、摩擦锁合或力锁合固定在锁销导向件上。这可以通过卡入、夹紧、插装、旋入或借助部件上的附加传感器保持架来实现。

34、在本发明的另一实施方式中，规定省略传感器保持架，将传感器直接安置在锁销导向件的外壳中。为此，在锁销导向件中开设容纳孔或类似凹部，传感器可插入其中以检测锁销主体的位置。

35、例如，用于传感器的容纳部也可直接浇铸在部件内部。

36、本发明的装置既适用于带锁止机构的锁销主体，也适用于不带锁止机构的锁销主体。锁止机构用于将操作按钮固定在特定的端部位置。当锁销主体从锁销导向件中被拉出时，操作按钮的下侧可支撑在构造成套筒状的锁止机构的端面上，该锁止机构在下文中称为锁止套筒。

37、操作按钮在其下侧具有至少一个轴肩，该轴肩分段地中断中空的操作按钮内部的圆柱形容纳空间。该容纳空间用于在操作按钮的下侧抵靠在接触面上且锁止销处于锁止位置时容纳锁止套筒。

38、操作按钮的轴肩抵靠在锁止套筒上的位置只能通过旋转按钮来实现。此时，轴肩被旋转直至其到达锁止套筒壁中的轴向凹口并锁止在该凹口中。在此位置，锁止销可以暂时或持久地停留在所到达的端部位置，而无法在轴向方向上改变位置。

39、如果再次旋转轴肩，使其到达锁止套筒壁中的轴向狭槽并被容纳在该狭槽中，则操作按钮及其轴肩便可再次朝向锁销导向件的端侧接触面移动。

40、本发明锁止销的作用原理也可以是相反的，即不需要通过拉动操作，而是通过按压操作。在此情况下，优选设置一个弹簧元件，该弹簧元件将锁销主体压入一个轴向端部位置。

41、本发明的主题不仅来自于各单项权利要求的内容，也来自于这些权利要求的相互组合。

42、本文件（包括摘要）中所公开的全部内容和特征——特别是在附图中示出的空间构型——只要其单独或组合地相对于现有技术具有新颖性，均被要求作为对本发明必要的内容保护。

43、即便将个别主题称为“对本发明必要的”或“重要的”，这也不必然意味着这些主题必须构成某一独立权利要求的主题。这仅取决于相应有效的独立权利要求的版本。