本發(fā)明涉及具有緊急致動器的鎖，具體地涉及用于車輛的電動鎖。

背景技術：

在下文中，將反復地參照機動車領域，然而根據(jù)描述將清楚的是，本發(fā)明可以在需要鎖來使門相對于框架關閉的其它領域中容易地使用。

在機動車領域中使用的公知的鎖包括分別安裝在車輛的框架和車門上或者分別安裝在車門和車輛的框架上的鎖本體和撞銷。以本身已知的方式，這樣的鎖包括樞轉地安裝在鎖本體中的鉤掛元件。鉤掛元件適于在其于關閉門的動作之后接觸撞銷時旋轉。在旋轉位置中，鉤掛元件牢固地保持撞銷，從而保持門處于關閉位置。

彈性裝置將鉤掛元件從撞銷的保持位置推動至釋放位置，而桿穩(wěn)固地保持鉤掛元件處于保持位置。為了打開鎖，使桿移動成足以使得桿不再接合鉤掛元件并且使得鉤掛元件能夠旋轉處于撞銷釋放位置。傳統(tǒng)上，桿的運動通過機械地使打開控制件處于對用戶而言較舒適的不同位置的連鎖的運動聯(lián)接來獲得。

已知這樣的電動鎖，在所述電動鎖中，桿的運動通過包括在鎖本體內(nèi)的小電動馬達來獲得。這種類型的鎖允許消除機械控制件的所有連鎖的運動聯(lián)接，因此使鎖整體上顯著簡化。

然而，這樣的電動鎖并非沒有缺點，并且這是它們普及非常有限的原因。

由電動鎖的使用帶來的主要問題與車輛在緊急情況下的打開有關。在正常使用情況下，使桿移動所需的力f通常非常小。該力f可以根據(jù)組裝精度、機械潤滑和其他因素而改變，但該力f通常小于30n，優(yōu)選地小于20n。

在撞擊、例如于事故中發(fā)生的撞擊之后，車輛的整體結構可能經(jīng)受門相對于框架的布置可能改變的這種變形。在這種情況下，鎖的不同元件之間的壓力可能會增大，因此摩擦力可能會增大。為此，釋放鉤掛元件所需的力也顯著增大。在特定部門中的深入研究表明，在認為人能夠存活的事故發(fā)生之后，使桿移動所需的力在某些情況下增大直到700n。因此明顯的是，設計成用于施加30n的最大力的正常電動馬達不能將鎖打開。因此，沒有機械控制件將意味著不可能打開鎖，這種情況被認為是不可接受的。

已知的是，形狀記憶現(xiàn)象在于這樣的事實：由具有所述現(xiàn)象的合金制成的機械部件能夠在溫度改變時于制造機械部件時預先設定的兩種形狀之間轉變。這種轉變在非常短的時間內(nèi)發(fā)生并且沒有中間平衡位置。可能發(fā)生該現(xiàn)象的第一模式被稱為“單向”，原因在于機械部件能夠在溫度改變時在單個方向上改變形狀、例如從形狀a變?yōu)樾螤頱，而從形狀b至形狀a的逆向轉變需要施加機械力。

相比之下，在所謂的“雙向”模式中，兩種轉變都可以由溫度改變引起，這是本發(fā)明的應用的情況。這是由于部件的微晶結構的從被稱為馬氏體(m)的類型變?yōu)楸环Q為奧氏體(a)的類型或者從被稱為奧氏體(a)的類型變?yōu)楸环Q為馬氏體(m)的類型的轉變(m/a轉變和a/m轉變)而發(fā)生的，其中，馬氏體(m)在較低溫度下是穩(wěn)定的，奧氏體(a)在較高溫度下是穩(wěn)定的。

形狀記憶合金線材(或sma線材)必須被煅燒(train)成使得該形狀記憶合金線材能夠具有其形狀記憶元件的特征，并且sma線材的預加載過程通常允許在線材被加熱時以能夠高度重復的方式引起馬氏體/奧氏體(m/a)相變并且允許在線材被冷卻時引起奧氏體/馬氏體(a/m)相變。在m/a轉變中，線材經(jīng)歷了縮短。

以本身公知的方式，在sma的轉變周期中可以確定四個特征溫度：

-as，該as是在加熱的情況下從馬氏體向奧氏體的轉變開始時的溫度；

-af，該af是在加熱的情況下從馬氏體向奧氏體的轉變結束時的溫度；

-ms，該ms是在冷卻的情況下從奧氏體向馬氏體的轉變開始時的溫度；以及

-mf，該mf是在冷卻的情況下從奧氏體向馬氏體的轉變結束時的溫度。

ep1279784公開了一種電動鎖，在該電動鎖中，用于使桿移動的傳統(tǒng)電動馬達由sma致動器替代。如上所述，這種合金以本身已知的方式具有由于其溫度的改變而改變其自身形狀的特性。根據(jù)這種已知的解決方案，sma致動器的溫度可以通過向sma線材供應電流的焦耳效應而容易地且反復地升高。然而，甚至ep1279784的解決方案也并非沒有缺點。事實上，在該解決方案中，雖然sma致動器本身適于產(chǎn)生明顯較高的力，但sma致動器僅意在用于替代電動馬達，從而產(chǎn)生約30n的力。由于最大力基本上取決于構成致動器的sma線材的直徑，原則上可以使用直徑足夠大的sma線材以另外獲得多達700n的較高的力。然而，較大的直徑意味著sma線材的較高的熱慣性，即，用于使致動器回到其初始狀態(tài)的較長的冷卻時間。由于在該冷卻時間期間不可能使門關閉，因而冷卻時間需要盡可能短，因此，sma線材的直徑不能超過獲得30n所需的直徑。因此，ep1279784的解決方案同樣缺少可靠的緊急致動器。

us2010/00237632公開了一種閂鎖組件，在該閂鎖組件中，與乘客艙沒有機械連接的主激活系統(tǒng)與不依賴于車輛動力系統(tǒng)的輔助激活機構相關聯(lián)，即，激活信號由鑰匙或便攜式儲能裝置產(chǎn)生。根據(jù)這種已知的解決方案，sma機械部件借助于桿彈簧聯(lián)接至閂鎖的可動桿，并且該sma機械部件適于鎖閂組件的普通解鎖。us2010/00237632未提及所述閂鎖組件與可靠的緊急致動器的聯(lián)接。

ep2845973公開了一種鎖的緊急致動器，該緊急致動器適于在事故之后在桿上施加力以釋放鉤掛件。根據(jù)這種已知的解決方案，線性傳動元件物理地置于sma元件與桿之間，從而具有連接至所述sma元件的端部和連接至所述桿的另一端部。sma元件與桿之間的機械聯(lián)接僅由于所述線性傳動元件的存在而在一定時間中被持續(xù)地保證，即，sma元件與桿彼此從未直接接觸。相應地，ep2845973在其實施方式中的一個實施方式中公開了所述線性傳動元件在sma線材激活之后會被毀壞，事實上，sma元件機械地連接至桿，直到傳動元件斷裂為止，而sma元件在這種斷裂之后斷開連接。

技術實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目標是至少部分地克服上面關于現(xiàn)有技術所描述的缺點。

具體地，本發(fā)明的目的是提供一種具有緊急致動器的鎖，該鎖同時是簡單的、可靠的并適于避免其與外部熱條件有關的意外激活。

盡管在下文中具體涉及使用線材來作為致動構件，但應當指出的是，致動構件還適用于尺寸遠大于通常非常小的其它兩種尺寸的其他相似形狀，例如條帶、繩、帶等。

上述目標和目的通過根據(jù)權利要求1所述的鎖來獲得。

附圖說明

根據(jù)對參照附圖作為示例且沒有任何限制性意圖給出的一些實施方式的下述描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將是清楚的，在附圖中：

-圖1示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術的鎖處于關閉構型；

-圖2示出了圖1的鎖處于打開構型；

-圖3示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術的包括sma線材的鎖處于關閉構型；

-圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的鎖的第一實施方式的詳細說明；

-圖5.a示意性地示出了沿箭頭方向觀察到的由圖4中的v指示的細節(jié)；

-圖5.b示出了在致動器起作用之后圖5.a的詳細說明；

-圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的鎖的第二實施方式的詳細說明；

-圖7.a示意性地示出了沿箭頭方向觀察到的由圖6中的vii指示的細節(jié)；

-圖7.b示出了在致動器起作用之后圖7.a的詳細說明；

-圖8示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的鎖的第三實施方式的詳細說明；

-圖9.a示意性地示出了沿箭頭方向觀察到的由圖8中的ix指示的細節(jié)；

-圖9.b示出了在致動器起作用之后圖9.a的詳細說明；

-圖10示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的鎖的第四實施方式的詳細說明；

-圖11.a示意性地示出了沿箭頭方向觀察到的由圖10中的xi指示的細節(jié)；

-圖11.b示出了在致動器起作用之后圖11.a的詳細說明；以及

-圖12示出了與形狀記憶合金的一些特征有關的示圖。

具體實施方式

參照附圖，20總體上指示用于使門相對于框架18關閉的鎖。鎖20包括鎖本體22和撞銷24，其中，鎖本體22安裝在門上，而撞銷24安裝在框架18上，或者鎖本體22安裝在框架18上，而撞銷24安裝在門上。鎖本體22包括：

-鉤掛元件26，該鉤掛元件26安裝成在撞銷24的保持位置k與釋放位置r之間旋轉；

-彈性裝置28，該彈性裝置28適于將鉤掛元件26從撞銷保持位置k驅動到撞銷釋放位置r；

-桿30，該桿30適于在兩個位置之間移動，所述兩個位置為桿30保持鉤掛元件26處于撞銷保持位置k的關閉位置c和桿30與鉤掛元件26斷開接合的打開位置o；以及

-服務致動器32，該服務致動器32適于在桿30上施加力f以使桿30從關閉位置c到達打開位置o。

鎖本體22還包括緊急sma致動器34，該緊急sma致動器34適于在桿30上施加力f以使桿30從關閉位置c到達打開位置o。

根據(jù)本發(fā)明，sma致動器34被設計成使得sma致動器34能夠施加大于100n的力f。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，sma致動器34至少包括阻擋裝置36、例如止動件，以僅在力f超過預定閾值時才允許力f施加在桿30上。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，sma致動器34包括由鎳鈦合金制成的sma線材340。優(yōu)選地，sma線材340的最大截面直徑大于0.5mm，更優(yōu)選地大于1.0mm。

根據(jù)本發(fā)明的可能的實施方式，sma致動器34包括sma線材340，該sma線材340優(yōu)選地被設計成使得其轉變溫度as高于80℃。優(yōu)選地，sma線材340在發(fā)生a/m轉變時能夠使其長度減少其初始長度的至少3.5％。

為了避免已知的使用sma致動器的鎖的缺點，本申請人完全改變了對電動鎖中的sma致動器的處理。事實上，根據(jù)本發(fā)明，sma致動器34僅意在用于緊急情況，而桿30平常通過另一服務致動器32移動，并且sma線材能夠僅在機械地聯(lián)接至所述sma線材的阻擋裝置斷裂或突然變形之后施加適于致動桿30的力。

如上所述，sma致動器34可以施加大于100n的力f。有利地，sma致動器34被設計成用于施加明顯大于100n、優(yōu)選地大于350n、甚至更優(yōu)選地約為700n的力f。如本領域技術人員可以根據(jù)該描述而容易地理解的，這種設計成用于產(chǎn)生700n的力f的sma致動器34必然需要具有高熱慣性的大直徑sma線材340。然而，根據(jù)本發(fā)明，這并不成問題，是因為sma致動器34僅意于在不迫切需要關閉門的情況下用于緊急情況。相比之下，在正常使用期間，鎖20的打開被分配給服務致動器32。

服務致動器32可以包括常規(guī)的電動馬達或包括另一sma致動器，只要該另一sma致動器被設計成用于產(chǎn)生約30n的力并且具有非常低的熱慣性即可。

根據(jù)本發(fā)明的這種布置允許得到非常簡單的鎖20，該鎖20在正常情況和緊急情況下的使用都是可靠的。

sma的特殊性質在于轉變溫度根據(jù)材料的應力/應變狀態(tài)而改變。對此具體地參照圖12的示圖以及關于上述轉變溫度as、af、ms、mf的說明，在圖12中，ξ表示馬氏體分數(shù)，t表示溫度。

一旦通過具有限定成分的sma獲得線材并且線材經(jīng)受選定的煅燒過程，轉變溫度也就被限定。

這種性質已被本申請人用來獲得在特定的環(huán)境條件——如車輛長時間暴露于太陽輻射——下不能自發(fā)地激活的sma致動器34。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，通過其獲得sma致動器34的sma線材340在化學性方面被選擇成和/或煅燒成使其as增大直至至少80℃或高于80℃。根據(jù)本發(fā)明的該方面，可以設計致動器34的實際轉變溫度as以在車輛的正常使用期間避免門的任何不期望的打開，甚至在極端的環(huán)境條件下也避免門的任何不期望的打開。例如，sma致動器34的轉變溫度as可以設定為約80℃或高于80℃。

此外，可以通過在組裝sma致動器34時使線材340經(jīng)受拉伸應力狀態(tài)而獲得as的進一步升高。以此方式，溫度as可以進一步升高，甚至升高直至150℃。

如上面已經(jīng)描述的，sma致動器34包括例如呈止動件36的形式的阻擋裝置，該阻擋裝置可以適于保持線材340處于預拉長狀態(tài)。sma線材的所述預拉長狀態(tài)可以通過能夠在形狀記憶合金安裝在鎖中之前通過塑性變形而得到的沒有任何拉伸狀態(tài)的設計來獲得，或者通過sma線材因與所述止動件36的機械聯(lián)接的作用而處于拉伸應力狀態(tài)的設計來獲得。止動件36還適于僅在力f超過預定閾值時才允許力f施加在桿30上。事實上，止動件36以本身已知的方式被設計成用于抵抗由線材340施加的直到預定閾值的力f。當線材340的力f保持低于該閾值時，止動件36防止力f本身到達鎖20的桿30。一旦力達到該閾值，止動件就突然中斷其抵抗作用，因此允許力f到達桿30，從而使桿30旋轉。下面將具體參照圖4至圖11來公開利用這種特定的解決方案的一些可能的實施方式。

止動件36可以包括將在下面更詳細地公開的犧牲元件或峰值負載部件。盡管在圖中具體涉及具有u形設計或v形設計的sma線材的使用，但應當指出的是，sma線材也適用于適于在機械致動裝置中用作牽引裝置的其它形狀。

圖4和圖5示出了止動件36，該止動件36包括前部銷360，前部銷360被設計成在其應力狀態(tài)達到閾值時斷裂。例如，銷360可以借助于凹口以受控的方式被削弱。在車輛的正常使用期間，銷360防止任何力f到達鎖20的桿30(參見圖5.a)。在緊急情況下，sma致動器34被激活，并且sma致動器34的力f增大直到銷360斷裂(參見圖5.b)時的閾值。一旦銷360斷裂，力f就到達桿30，從而打開鎖20。

圖6和圖7示出了止動件36，該止動件36包括鉤362，鉤362被設計成在其應力狀態(tài)達到閾值時斷裂。例如，鉤362可以借助于凹口以受控的方式被削弱。在車輛的正常使用期間，鉤362防止任何力f到達鎖20的桿30(參見圖7.a)。在緊急情況下，sma致動器34被激活并且其力f增大直到鉤362斷裂(參見圖7.b)時的閾值。一旦鉤362斷裂，力f就到達桿30，從而打開鎖20。

圖8和圖9示出了止動件36，該止動件36包括細長桿364，細長桿364被設計成在其壓縮狀態(tài)達到閾值時經(jīng)受屈曲。如技術人員已知的，屈曲是瞬間導致細長桿364失去其承載能力的突然變形。在車輛的正常使用期間，細長桿364防止任何力f到達鎖20的桿30(參見圖9.a)。在緊急情況下，sma致動器34被激活并且其力f增大直到細長桿364經(jīng)受屈曲(參見圖9.b)時的閾值。一旦細長桿364彎曲，力f就到達桿30，從而打開鎖20。

在圖4至圖9的實施方式中，止動件36設置成使得桿30可以在其正常使用中無任何妨礙地自由旋轉。

圖10和圖11示出了止動件36，該止動件36包括后部銷366，后部銷366被設計成在其應力狀態(tài)達到閾值時斷裂。例如，銷366可以借助于凹口以受控的方式被削弱。在車輛的正常使用期間，銷366防止任何力f到達鎖20的桿30(參見圖11.a)。在緊急情況下，sma致動器34被激活并且其力f增大直到銷366斷裂(參見圖11.b)時的閾值。一旦銷366斷裂，力f就到達桿30，從而打開鎖20。在此應當指出的是，在圖10和圖11的實施方式中，止動件36設置成使得堅固的桿30在其正常使用中由于與銷366本身抵觸而不能自由地旋轉。因此，在該特定實施方式中，桿30鉸接成使由服務致動器32發(fā)起的正常運動與由sma致動器34發(fā)起的緊急運動分開。

根據(jù)以上描述，對本領域技術人員而言將清楚的是，具體地參照包括呈犧牲元件(前部銷360、鉤362、后部銷366)的形式或者在某種程度上甚至呈峰值負載部件(細長桿364)的形式的止動件的實施方式，sma致動器34在結構上僅限于一種用途。由于sma致動器34并不意在用于正常使用，而僅意在用于緊急情況，因而這不成問題。

根據(jù)一些安全的解決方案，在由車載傳感器檢測到事故以后，來自車輛的主電池的電力供應會被切斷以避免產(chǎn)生火花和/或電擊。

在這些情況下，根據(jù)本發(fā)明的鎖20還可以包括獨立電源，例如輔助電池或電容器。根據(jù)其它可能的實施方式，鎖20可以包括其他非電加熱系統(tǒng)，例如包括煙火組合物的盒等。

如技術人員可以根據(jù)以上描述容易地理解的，根據(jù)本發(fā)明的鎖20達到了其目的，即，至少部分地克服了上面關于現(xiàn)有技術所描述的缺點。

具體地，本發(fā)明提供了一種具有緊急致動器34的鎖20，該鎖20同時是簡單的且可靠的。此外，本發(fā)明的緊急致動器34適于避免與外部熱條件有關的意外激活。

關于鎖20的上述實施方式，為了滿足具體要求，本領域技術人員可以在不背離所附權利要求的范圍的情況下對所描述的元件做出改型以及/或者用等同元件替代所描述的元件。