CN101084386A - 绳索牵引驱动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有一个驱动马达(3)的绳索牵引驱动机构(1)，所述驱动马达用于借助一个通过一个传动系(8)连接驱动马达(3)的马达输出轴(4)和绳索(7)的变速器(5)张紧绳索。此外，本发明涉及一种带有一个绳索牵引驱动机构的驻车制动器，特别是用于机动车的驻车制动器。对于绳索牵引驱动机构(1)的简单的锁紧建议，设置一个与传动系(8)平行的、将马达输出轴(4)和绳索(7)相连的制动系(14)，所述制动系具有自锁功能。对于驻车制动器建议，一个如前所述构造的绳索牵引驱动机构和一个制动装置有效连接来操作该制动装置。

Description

绳索牵引驱动机构
本发明涉及一种带有一个驱动马达的绳索牵引驱动机构，所述驱动马达用于借助一个通过一个传动系连接驱动马达的马达输出轴和绳索的变速器张紧拉此外本发明涉及一种带有一个绳索牵引驱动机构的驻车制动器，特别是用于机动车的驻车制动器。
已经公开了一种上述绳索牵引驱动机构，例如用于在车辆中操作一个制动钢丝索，其中一个作用在制动钢丝索上的张紧丝杠是自锁的。由此对已张紧的制动钢丝索产生锁紧，能够长时间保持制动器抱紧并防止制动器松开。这种绳索牵引驱动机构的缺点是，绳索牵引装置的驱动马达必须具有一个高的驱动转矩。
对一种通过绳索操作的制动器来说，一种用于保持制动力的装置的已经公开的另一解决方案是，应用一种带有与驱动旋转方向相反的锁止齿的棘轮机构。由此特别不能进行一种限定的制动器松开和一种精确的预设制动力的调整。
此外以名称Cablepuller公开了一种带有变速器的绳索牵引驱动机构，所述变速器具有一个内部的、摩擦连接或者形状配合连接的带有一个附加的驱动机构的制动保持装置。这种绳索牵引驱动机构由于它的两个驱动马达而在结构上很复杂并且昂贵。
同样通常已知一种用于机动车的电机驱动的驻车制动器和一种控制它的方法。在此一个带有一个电敏感元件(Stromfüler)的电动机借助一个具有一个丝杠的变速器作为制动钢丝索的驱动机构，其中一旦电动机的电敏感元件给出了一个预设值的信号，电机就会停止。变速器是自锁的。同上面所述的绳索牵引驱动机构一样这里也要求，用作驱动马达的电动机能提供高的驱动转矩。
本发明的任务在于，提供一种开始所述类型的绳索牵引驱动机构，它可具有一个驱动转矩相对较小的驱动马达和一种简单的结构。此外本发明的任务在于，提供一种开始所述类型的驻车制动器，它可以在简单的结构下装备一个具有相对较小的驱动转矩的驱动马达。
最先列举的任务根据本发明由此解决，即设置一个与传动系平行的、将马达输出轴和绳索相连的制动系，所述制动系具有自锁功能。
对于根据本发明的绳索牵引驱动机构，张紧力通过变速器的传动系作用到绳索上，而绳索张紧的保持借助自锁的制动系实现。制动系用作绳索牵引驱动机构本身的制动和抱紧元件，以保持绳索张紧保持在一个确定的水平上。传动系不具备自锁功能。它可以灵活地构造，并且只需要一个小的、具有相对低的驱动转矩的驱动马达。由此实现轻量化并降低了绳索牵引驱动机构的功率摄入，这样它特别适合用在要运动的对象比如车辆上。此外根据本发明的绳索牵引驱动机构具有一个短的反应时间，它可以非常快速和准确地拉紧绳索。驱动马达缩小的功率摄入对马达的控制和调节是有利的，它可以简化和成本经济地设计。根据本发明的绳索牵引驱动机构的噪音产生是很低的，主要因为取消了一个第二或另外的驱动马达。由于相对少的零件数量，该绳索牵引驱动机构的生产、组装和维护原则上是简单和成本经济的。高的工作可靠性和简单的结构使根据本发明的绳索牵引驱动机构例如特别适合用作一个电动驻车制动器的驱动机构，例如在建筑机械或机动车上应用的那样。
根据本发明的一种有利的改进方案，如果将作用在绳索上的调整丝杠设置成变速器的驱动元件，将使绳索牵引驱动机构的结构进一步简化。
人们可能设想，例如在使用离合器和/或自由行程的情况下传动系和制动系具有不同的变速比。与此相反，如果根据本发明另外一种有利的改进方案，传动系和制动系分别以相同的转数作用在调整丝杠上，则绳索驱动装置具有特别少的构件并且运行很可靠。由此分别只由驱动马达驱动的传动系和制动系具有相同的(总)变速比。
根据本发明另外一种有利的改进方案，允许一个在制动系中的自锁机构以较简单和成本经济的方式实现，即制动系具有一个蜗轮变速器。
根据本发明另外一种有利的改进方案，传动系具有一个圆柱齿轮变速器。传动系由此在生产中是成本经济的，并且可以通过该传动系以非常高的效率传递驱动功率。这样降低了需要的、驱动马达必须为绳索牵引驱动机构的工作提供的驱动功率。
如果根据本发明另外一种有利的改进方案设置一个力传感器来获取绳索的拉力是特别有利的。这样可以例如根据一个由力传感器给出的信号在达到一个预先设定的绳索拉力时关闭驱动马达并避免绳索的过度张紧。此外，也可以利用力传感器探测作用在一个由绳索操纵的装置上，例如一个制动装置上的力并在必要时利用驱动马达控制。
原则上人们也可能设想用一个液压或气动工作的马达作为驱动马达。与此相反，如果根据本发明另外一种有利的改进方案，驱动马达是一个可逆电动机，则对一个驱动马达简单的控制和调节以及一个成本经济的绳索牵引驱动机构的结构是特别有利的。此外，可逆电动机提供了另外的优点，即它无需附加的装置，例如换向变速器就能不仅用于绳索的张紧，而且也能用于它的有目的的、已限定的松开和放松。
为了在驱动马达关闭时保证绳索基于制动系中的自锁的可靠锁紧，根据本发明另外一种有利的改进方案，一个由马达输出轴驱动的传动系输入齿轮和一个由马达输出轴驱动的制动系输入齿轮可以相互绕一个共同的转轴转动。
根据本发明另外一种有利的改进方案，马达输出轴具有一个可以作用在传动系输入齿轮的挡块和制动系输入齿轮的挡块上的、驱动传动系输入齿轮和/或制动系输入齿轮的挡块。以这种方式在简单的设计结构下保证一个有目的的、可靠的力和转矩的传输。
如果根据本发明另外一种有利的改进方案，传动系输入齿轮在张紧绳索时在与其驱动旋转方向相反的方向上相对马达输出轴预紧，则对制动系中的自锁的无障碍的、快速的形成和作用是特别有利的。
上面列举的第二个任务根据本发明如此解决，即在一个开始所述的驻车制动器中装备一个根据本发明的绳索牵引驱动机构，其中该绳索牵引驱动机构和一个制动装置有效连接来操作该制动装置。
对本发明来说，可由驱动马达预紧的绳索是驻车制动器的真实制动装置的一条制动钢丝索。不要将这个制动装置和绳索牵引驱动机构中保持制动绳索张紧的制动系混淆。根据本发明的驻车制动器由于它的可精确的定量性能、可靠的功能和简单、少维护的结构而特别适合用作机动车的驻车制动器。根据本发明的驻车制动器具有附加的优点，以简单的措施，例如应用一个用来测量制动钢丝索拉力的力传感器和一个与拉力测量值相关的驱动马达的控制，这样一个(机械的)驻车制动器的后续调整就不必要了；它可以在很宽的范围内一直发挥其最佳的制动作用，不会产生例如由于制动钢丝索变长而导致的制动作用减弱。
在附图中示意描述了本发明的一个实施例并接下来详细说明，图中示出：
图1是一个绳索牵引驱动机构的透视图，
图2是根据图1的绳索牵引驱动机构的侧视图以及，
图3a至3d是根据图1的绳索牵引驱动机构分别在不同工作状态的截面图。
各个相应的元件在所有图中采用相同的附图标记。
图1在透视图中示出了一个带有基板2的绳索牵引驱动机构1，所述基板固定了一个电动机作为绳索牵引驱动机构1的驱动马达3，所述电动机带有一个伸过基板2的马达输出轴4。一个变速器5将马达输出轴4和一个连接在不自锁的调整丝杠6上的绳索7连接起来。绳索7可以例如是一个此处未进一步描述的一辆机动车的驻车制动器的制动钢丝索。
绳索7是可以借助驱动马达3通过变速器5的一个传动系8张紧或拉紧的。传动系8具有一个圆柱齿轮变速器9和另外的圆柱齿轮11、12以及一个设置在调整丝杠6上的作为传动系输出齿轮13的最后的圆柱齿轮，所述圆柱齿轮变速器具有一个处于马达输出轴4上的第一圆柱齿轮作为传动系输入齿轮10。
与传动系8平行分布着一个连接马达输出轴4和绳索7的制动系14，所述制动系具有一个自锁功能。制动系14具有一个处在马达输出轴4上的作为制动系输入齿轮15的锥齿轮和一个与该锥齿轮啮合的锥齿轮16以及一个作为制动系输出齿轮19的蜗轮，所述锥齿轮16设置在一个带有一个蜗杆18的蜗杆轴17上，所述蜗轮设置在调整丝杠6上。所述两个在制动系输入端的锥齿轮也可以通过一个螺旋齿轮副代替。
制动系14的自锁功能由一个具有蜗轮和蜗杆18的蜗轮变速器20产生。传动系8的变速比与制动系14的变速比对应，这样传动系8和制动系14分别以相同的转速作用于调整丝杠6上。
在图2中示出的绳索牵引驱动机构1的侧视图除了看到带有驱动马达3、基板2、传动系8、平行的制动系14和调整丝杠6的绳索牵引驱动机构1的一般结构以外，还看到一个以线条画在绳索7上的用于获取绳索7的拉力的力传感器21。力传感器21通过一根电线22设置一个马达电控单元23，所述电控单元用于控制驱动马达3，特别是用于当绳索7的拉力达到一个预定的力水平时关闭驱动马达。
驱动马达3是一个可逆电动机，它和传动系8以及制动系14的共同作用接下来根据图3a至3d详细说明，它们分别示出了绳索牵引驱动机构1在图2中的截面A-A在不同工作状态下的截面图。
图3a示出了工作状态“张紧”，它一直持续到达到了要张紧的绳索的最终位置。在箭头24的方向运动的马达输出轴4具有一个与它不可转动地连接的挡块25。这个挡块25贴靠在设计成锥齿轮的制动系输入齿轮15(参见图2)的挡块26上，还贴靠在设计成圆柱齿轮的传动系输入齿轮10(也参见图2)的挡块上。在图3a的视图中，传动系输入齿轮10的挡块被制动系输入齿轮15的挡块26遮住了。
当在张紧方向上操作驱动马达，传动系和制动系由此运行在同一方向上，直到例如被力传感器的信号触发的驱动马达被关闭。在驱动马达关闭后，仍然存在于绳索上的力，例如来自驻车制动器的力会试图将不自锁的调整丝杠反转。
因为传动系输入齿轮10和制动系输入齿轮15彼此分离并且相互具有一个径向空行程(在这个实施例中约300°)，传动系只能-如在示出工作状态“放松”的图3b中所示-通过传动系输入齿轮10的挡块27在箭头28的方向上反转这么多(例如10°到15°)，消除整个齿轮间隙的总和，直到设计成蜗轮的制动系输出齿轮自锁地紧靠在蜗杆上。此时制动系输入齿轮15停住。传动系输入齿轮10和制动系输入齿轮15是可以相互绕一个共同的转轴-此处由马达输出轴4构成-转动的。
此时一个这里看不见的扭转弹簧作用在传动系输入齿轮10上，以保持用来建立自锁的制动系输入齿轮15无障碍和自由。传动系输入齿轮10由此在张紧绳索时与其驱动转动方向相反地相对马达输出轴4预紧。
如果驱动马达作为可逆电动机接下来这样通电，马达输出轴4在一个与张紧方向相反的、通过箭头29在示出另一个工作状态“松开”的图3c中标记的松开方向上运动，位于马达输出轴4上的挡块25首先带动制动系输入齿轮15并由此取消蜗杆和制动系输出齿轮(蜗轮)的自锁，也就是直到前述挡块25也碰上带有其挡块27的传动系输入齿轮10。
然后不仅传动系而且制动系都在放松方向上运动，直到驱动马达在一个终点位置关闭。这个工作状态“放松所有”在图3d中示出，其中制动系输入齿轮15的挡块26重新遮住传动系输入齿轮10的挡块。
当产生了电流故障并由此造成驱动马达3不能工作时，为了能够松开张紧的绳索7，可以有利地通过一个可装在蜗杆轴17上的(手动)工具进行驱动机构的人工反转并由此实现绳索7的放松。

Claims (11)

1.带有一个驱动马达的绳索牵引驱动机构，所述驱动马达用于借助一个通过一个传动系连接驱动马达的马达输出轴和绳索的变速器张紧绳索，其特征在于，设置一个与传动系(8)平行的、将马达输出轴(4)和绳索(7)相连的制动系(14)，所述制动系具有自锁功能。
2.根据权利要求1所述的绳索牵引驱动机构，其特征在于，一个作用在绳索(7)上的调整丝杠(6)是变速器(5)的驱动元件。
3.根据权利要求1或2所述的绳索牵引驱动机构，其特征在于，所述传动系(8)和制动系(14)分别以相同的转数作用在调整丝杠(6)上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的绳索牵引驱动机构，其特征在于，所述制动系(14)具有一个蜗轮变速器(20)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的绳索牵引驱动机构，其特征在于，所述传动系(8)具有一个圆柱齿轮变速器(9)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的绳索牵引驱动机构，其特征在于，设置一个力传感器(21)来获取绳索(7)的拉力。
7.根据前述权利要求中任一项所述的绳索牵引驱动机构，其特征在于，所述驱动马达(3)是一个可逆电动机。
8.根据前述权利要求中任一项所述的绳索牵引驱动机构，其特征在于，一个由马达输出轴(4)驱动的传动系输入齿轮(10)和一个由马达输出轴(4)驱动的制动系输入齿轮(15)可以相互绕一个共同的转轴转动。
9.根据前述权利要求中任一项所述的绳索牵引驱动机构，其特征在于，所述马达输出轴(4)具有一个能作用在传动系输入齿轮(10)的挡块(27)和制动系输入齿轮(15)的挡块(26)上的、驱动传动系输入齿轮(10)和/或制动系输入齿轮(15)的挡块(25)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的绳索牵引驱动机构，其特征在于，所述传动系输入齿轮(10)在张紧绳索(7)时在与其驱动旋转方向相反的方向上相对马达输出轴(4)预紧。
11.驻车制动器，特别是用于机动车的驻车制动器，具有一个根据前述权利要求中任一项所述的绳索牵引驱动机构，其中该绳索牵引驱动机构和一个制动装置有效连接来操作该制动装置。
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