CN101128351B - 执行器装置 - Google Patents

Abstract

一种执行器装置(5)，包括一个电动伺服驱动机构(7)、至少一个输出轴、至少一个调整元件和一个驻车制动装置。所述至少一个调整元件与所述至少一个输出轴联接。驻车制动装置在输入端与电动伺服驱动机构(7)联接，并在输出端与至少一个输出轴联接或者包括至少一个输出轴。另外驻车制动装置包括一个制动体(9)，该制动体与所述至少一个输出轴联接，并且在轴向上可以移动地设置。驻车制动装置用于将输入端的在预设的角度范围内的旋转运动转换成制动体(9)的从制动体(9)的制动位置中出来或者进入制动体(9)的制动位置中的轴向升程。驻车制动装置还用于将输入端的旋转运动传递到制动体(9)上。

Description

执行器装置

技术领域

本发明涉及一种执行器装置，尤其是用于可电调节的制动器的执行器装置，该执行器装置包括一个电动伺服驱动机构和至少一个输出轴。

背景技术

可电调节的制动器例如汽车中的手制动器利用电动伺服驱动机构产生制动力，将该制动力输入汽车的轮子上的相应的制动器。制动器上的制动力在关闭电动伺服驱动机构之后应该继续保持，用于例如避免汽车滚动离开。

发明内容

本发明的任务是设计一种可靠的执行器装置。

本发明的突出之处在于一种执行器装置，该执行器装置具有一个电动伺服驱动机构、至少一个输出轴、至少一个调整元件和一个驻车制动装置。所述至少一个调整元件与所述至少一个输出轴联接，而且用于与传动链节联接。调整元件与传动链节共同作用将所述至少一个输出轴的旋转运动转换为传动链节的线性运动。驻车制动装置在输入端与电动伺服驱动机构联接，并且与所述至少一个输出轴联接或者包括所述至少一个输出轴。另外驻车制动装置包括一个制动体，该制动体与所述至少一个输出轴联接，并且在轴向上可以移动地设置。驻车制动装置用于将输入端的在规定的角度范围内的旋转运动转换为制动体的从制动体的制动位置出来或者进入制动体的制动位置的轴向升程。另外驻车制动装置用于将输入端的旋转运动传递到制动体上。

优点是，制动体通过电动伺服驱动机构产生的输入端的旋转运动可以从其制动位置运动出来，然后可以将输入端的旋转运动以高的效率传递到所述至少一个输出轴上。由此电动伺服驱动机构的功率需求量很低，因此电动伺服驱动机构可以很价廉。另外必要时设置用于触发电动伺服驱动机构的触发装置可以简单且价廉地构造，比如说通过使用继电器代替半导体半桥。

在执行器装置的一种优选的设计方案中，驻车制动装置用于对于电动伺服驱动机构的两个相反的驱动方向将输入端的旋转运动相应地传递到制动体上。这样的优点是，可以在两个驱动方向上以高的效率驱动所述至少一个输出轴。

在执行器装置的另一种优选的设计方案中，驻车制动装置包括一个弹簧元件，构造该弹簧元件，使得该弹簧元件将所述的力传递到制动体上，从而当电动伺服驱动机构不工作时，制动体占据制动位置。例如当由电动伺服驱动机构产生的转矩不足以将制动体从它的制动位置中移出时，电动伺服驱动机构是不工作的。尤其是当电动伺服驱动机构不通电流时就是这种情况。通过设置弹簧元件，制动体可靠地占据它的制动位置，从而可以将所述至少一个输出轴保持在它的旋转位置中。

在执行器装置的另一种优选的设计方案中，制动体是摩擦环。这样的好处是这样一个制动体可以非常简单和价廉。

在执行器装置的另一种优选的设计方案中，制动体是板片形状的，而且是盘式制动器的一部分。优点是盘式制动机具有很好的制动效果，并且因此可以安全和可靠地保持输出轴的旋转位置。

在执行器装置的另一种优选的设计方案中，驻车制动装置包括一个与电动伺服驱动机构联接的驱动体。另外驱动体通过至少一个调整体与制动体联接。这样的优点是这样一个驻车制动装置很简单。

在这方面，尤其优选的是在驱动体的面向制动体的一侧和/或在制动体的面向驱动体的一侧构造至少一个斜面的轮廓用于与所述至少一个调整体共同作用以将驱动体的旋转运动转换成制动体的轴向升程。这样的优点是，驱动体的旋转运动可以非常简单地转换成制动体的轴向升程，而且也可以这样进行转换，使得电动伺服驱动机构的功率需求比较低。

在执行器装置的另一种优选的设计方案中，所述至少一个调整体是球形的。作为替代方案所述至少一个调整体是滚筒形的。优点是，这样的调整体可以非常简单和价廉地进行制造。另外这样的调整体可以通过具有很低的摩擦损耗和很高的效率的滚动在斜面的轮廓上特别良好地向上或者说向下运动。

在执行器装置的另一种优选的设计方案中，所述至少一个输出轴包括一个主轴。这样的优点是，所述至少一个输出轴的旋转运动可以非常容易地转换为传动链节的线性运动。这同样可以通过将所述至少一个调整元件构造成滑轮实现。通过这样的滑轮，比如说可以通过卷绕来牵引传动链节例如绳索。

附图说明

以下借助示意的附图对本发明的实施例进行说明。附图示出：

图1a：汽车中的执行器装置的第一种布置方式；

图1b：汽车中的执行器装置的第二种布置方式；

图2：执行器装置；

图3：第一轴；

图4：驱动体；

图5：驱动体、制动体和调整体的横截面

图6a、b：调整元件的第一种布置方式；

图7a、b：调整元件的第二种布置方式；

图8：第二轴；

图9：具有丝杠的两个输出轴。

结构或者功能相同的元件在所有的附图中用相同的附图标记表示。

具体实施方式

图1a示出了一辆汽车1，该汽车在汽车后轮轴处具有用于汽车右侧的轮子的第一制动器2以及用于汽车左侧的轮子的第二制动器3。第一制动器2通过第一制动索4与执行器装置5联接，该执行器装置5例如是汽车1的可电调节的制动器的一部分，尤其是电子手制动器的一部分。相应地第二制动器3通过第二制动索6与执行器装置5联接。该执行器装置5例如设置在汽车1的中间通道中，比如说在手制动器的区域中。

但是作为替代方案，执行器装置5也可以设置在汽车轮轴的区域中，比如说汽车1的汽车后轮轴的区域中(图1b)。为此执行器装置5优选安装在汽车1的汽车轮轴上。这样的优点是，汽车轮轴和执行器装置5构成的装置可以为了装配汽车1进行预安装。这样可以简化汽车1的装配。但是执行器装置5同样可以安装在汽车1的底盘上。第一制动索4和第二制动索6平行于汽车1的汽车轮轴沿着相反的方向延伸，并且由此横向于汽车纵轴。

第一制动索4和第二制动索6应该可以通过该执行器装置5移动一段预设的路段和/或用预设的力张紧，用于能够可靠地操纵第一制动器2和第二制动器3。

执行器装置5包括一个电动的伺服驱动机构7和一个驻车制动装置(图2)。该驻车制动装置包括驱动体8、制动体9、外壳10和第一轴11。另外该执行器装置包括与第一滑轮13联接的第一输出轴12和与第二滑轮15联接的第二输出轴14。第一滑轮13和第二滑轮15也可以称为调整元件。第一滑轮13和第二滑轮15构造成可以与第一制动索4或者说与第二制动索6联接。第一制动索4和第二制动索6相应地构成用于将制动力传递到第一制动器2或者说第二制动器3上的传动链节。构造第一滑轮13和第二滑轮15，从而将第一输出轴12或者说第二输出轴14的旋转运动转换成第一制动索4或者说第二制动索6的线性运动。

制动体9、第一轴11、第一输出轴12和第二输出轴14互相联接，使得制动体9的旋转运动可以通过第一轴11、第一输出轴12和第二输出轴14传递到第一滑轮13和第二滑轮15上。同样例如通过第一制动索4或者第二制动索6传递到第一输出轴12或者说第二输出轴14上的转矩可以通过第一轴11传递到制动体9上。

第一轴11优选通过补偿装置例如补偿传动机构与第一输出轴12或者第二输出轴14联接，通过该补偿装置补偿例如第一制动索4和第二制动索6的不同长度、第一制动器2或者第二制动器3的公差或者第一输出轴12和第二输出轴14的不同的转矩。这样的补偿装置例如可以特别小而紧凑地设置在第一轴11或者制动体9中，但补偿装置也可以不同地设置在制动体9和第一输出轴12以及第二输出轴14之间，或者也可以包括第一输出轴12或者第二输出轴14。第一轴11、第一输出轴12和第二输出轴14也可以刚性地互相联接或者构造为一个共同的输出轴。同样也可以只设置一个唯一的滑轮和一个唯一的制动索或者两个以上的滑轮和制动索。

外壳10包括一个制动表面16。另外在外壳10上设置了一个推力轴承17。在制动体9的制动位置中，制动体9位于外壳10的制动表面16上。另外驻车制动装置包括一个弹簧元件18，该弹簧元件在制动体9上施加一个力，从而将该制动体压入制动位置中并且将它保持在制动位置中。弹簧元件18、制动体9和制动表面16合适的尺寸设计可以避免作用在第一轴11上的转矩导致制动体9、第一轴11以及由此第一输出轴12、第二输出轴14、第一滑轮13和第二滑轮15扭转。第一滑轮13和第二滑轮15的旋转位置可以由此可靠地得到保持，并且在第一制动器2和第二制动器3上的制动力可以可靠地得到保持。

驱动体8平行于制动体9地设置，并且通过四个调整体19与该制动体9联接。另外驱动体8和制动体9可以通过至少一个芯轴20互相联接。驻车制动装置在输入端与电动伺服驱动机构7联接，从而当伺服驱动机构合适地通电时，转矩或者通过电动伺服驱动机构7产生的旋转运动可以在电动伺服驱动机构7的两个可能的驱动方向上传递到驱动体8上。

制动体9轴向可以移动地支承在第一轴11上。为此第一轴11在它外表面的轴向端部的区域中具有一个纵向齿部21，例如锯齿(图3)。制动体9具有一个相应的纵向齿部，因此制动体9轴向可以移动地设置在第一轴11上，但制动体9可旋转地与第一轴11联接，因此转矩可以从制动体9传递到第一轴11上或者说从第一轴11传递到制动体9上。

驱动体8具有四个沿旋转方向构成的凹处，在所述凹处中分别构造了两个沿相反的方向设置的斜面的轮廓22。相应的凹处和斜面的轮廓22可以在驱动体8和/或制动体9中构成。或者驱动体8或者制动体9也可以在凹处和/或者斜面的轮廓22方面进行不同地构造，因此在驱动体8相对于制动体9旋转时避免调整体19滚动离开。也可以设置少于四个调整体19，比如说只设置一个、两个或者三个调整体19，或者设置多于四个调整体19。相应的可以设置少于或者多于四个分别具有两个斜面的轮廓22的凹处。各两个互相相反设置的斜面的轮廓22可以产生电动伺服驱动机构7的两个可能的驱动方向的轴向升程。如果足够产生电动伺服驱动机构7的两个可能的驱动方向的轴向升程，那么也可以在相应的凹处中只设置一个斜面的轮廓22。

必要时可以在驱动体8和/或者在制动体9中设置一个或者多个空隙23，这些空隙23例如相应地构造成沿旋转方向的长孔。在这样的空隙23中，例如可以相应地引入芯轴20，从而驱动体8只有在预设的角度范围中才可以相对于制动体9进行旋转。预设的角度范围例如大约为20到60度，但也可以更大或更小。

在四个凹处中的每一个中，在驱动体8和制动体9之间相应设置一个调整体19。该调整体19优选是球形的或者滚筒形的，因此调整体19可以摩擦很小地在斜面的轮廓22上向上或者向下滚动。调整体19通过斜面的轮廓22与驱动体8和制动体9共同作用，从而驱动体8相对于制动体9的旋转引起轴向可以移动的制动体9的轴向升程(图5)。通过制动体9的轴向升程，制动体可以从制动位置中移出。由此可以将电动伺服驱动机构7的转矩通过驱动体8、调整体19以高的效率传递到制动体9上。

必要时作为调整体19的替代方案，也可以通过至少一个芯轴20实现转矩的传递，具体方法是在驱动体8相对于制动体9达到预设的转动角度时，制动体9通过至少一个芯轴20带动到其旋转运动中。

制动体9在第一轴11上的轴向升程可以通过纵向齿部21的相应设计例如纵向齿部21的轴向长度的相应设计，或者优选通过轴环限制。例如这样构成轴环，即使得第一轴11在纵向齿部21的区域中的直径比在邻接纵向齿部21的区域中的直径小。也可以通过必要时设置在外壳10上的推力轴承17限制制动体9的轴向升程。构造推力轴承17，使得当制动体9例如在制动体9的最大轴向升程时抵靠在推力轴承17上时，制动体9可以进行摩擦很小地旋转。制动体9的轴向升程同样通过凹处和斜面的轮廓22的设计并且通过必要时预设的驱动体8相对于制动体9通过至少一个芯轴20的旋转角度限制来限制。优选制动体9在第一轴11上的轴向升程这样大，使得当通过电动伺服驱动机构7驱动第一轴11时，制动体9不再接触外壳10的制动表面16。由此通过制动体9和外壳10的制动表面16之间的摩擦造成的损失很小，并且效率很高。例如轴向升程为2毫米，但也可以更大或者更小。

制动体9例如是摩擦环。制动体9也可以例如是板片形状的。然后外壳10优选作为制动表面16的替代方案同样具有薄片，这些薄片嵌入制动体9的薄片中。在制动体9的制动位置中，制动体9和外壳10的薄片互相压紧。通过制动体9的轴向升程可以将它们重新互相分开。

斜面的轮廓22优选是平坦的表面，平坦的表面相对于驱动体8或者说制动体9的表面沿旋转方向倾斜角度α的构成。但斜面的轮廓22也可以例如是曲线形的。角度α优选这样设计，使得电动伺服驱动机构7用于使驱动体8相对于制动体9旋转以及由此产生制动体9的轴向升程的功率需求很小。

为了产生预设的轴向升程，与大的角度α相比，小的角度α需要驱动体8相对于制动体9更大的旋转角度，其中相应的在大的角度α的情况下，驱动体8相对于制动体9只需要较小的旋转角度。相应的，与大的角度α相比，小的角度α只要求电动伺服驱动机构7很小的功率。

另外，电动伺服驱动机构7的功率需求与弹簧元件18朝驱动体8的方向对制动体9进行挤压的力有关。为了能够将制动体9从制动位置中移出，电动伺服驱动机构7产生的并且通过驱动体8和调整体19施加在制动体9上的相反的力必须比弹簧元件18的力大。

另外电动伺服驱动机构7的功率需求与通过第一制动索4和第二制动索6施加在第一滑轮13、第二滑轮15、第一输出轴12、第二输出轴14和制动体9上的转矩有关。电动伺服驱动机构7的功率优选如此大，使得能够克服这个转矩，并且第一滑轮13和第二滑轮15能够按所希望那样进行调整。

图6a和图6b示出了第一滑轮13和第二滑轮15的第一种布置方式。在这种第一种布置方式中，可以互相平行地并且沿着相同的方向牵引第一制动索4和第二制动索6。这种第一种布置方式特别适用于将执行器装置5例如布置在汽车1的中间通道中(图1a)。

图7a和图7b相应示出了第二种布置方式，其中第一滑轮13和第二滑轮15这样设置，即可以沿着相反的方向牵引第一制动索4和第二制动索6。为此将第二滑轮15例如相对于第一滑轮13旋转大约180度地设置。第二种布置方式尤其适用于将执行器装置5布置在汽车轮轴的区域中(图1b)。在第二种布置方式中，相对于第一种布置方式将执行器装置5相应旋转90度地设置在汽车1中。

作为第一滑轮13和第二滑轮15的替代方案，也可以设置其它调整元件，这些调整元件相应地可以与传动链节例如第一制动索4、第二制动索6或者也与合适的拉杆联接。

图8示出了具有纵向齿部25的第二轴24，该第二轴在它背向纵向齿部25的轴向端部上具有一个带有内螺纹26的孔。第二轴24与第一轴11相应，但附加地包括一个主轴驱动机构，该主轴驱动机构通过内螺纹26构成。在内螺纹26中拧入第一丝杠27，丝杆可以沿轴向移动地设置，并且固定在它的旋转位置中，例如外壳10上。由此第二轴24的旋转运动可以转换为第一丝杠27的线性运动。线性运动可以传递到传动链节28上，该传动链节例如是制动索或者拉杆。第二轴24构成了执行器装置5的输出轴。

第二轴24也可以设有外螺纹。相应地第一丝杠27也可以是主轴螺母，并且可以拧在第二轴24的外螺纹上。

图9示出了另一种设置执行器装置5的输出轴的方案。第三轴29与第一轴11相应，但另外包括一个齿轮30。第三输出轴31和第四输出轴32是主轴，并且沿着共同的旋转轴线设置。第二丝杠33拧入第三输出轴31，并且第三丝杠34拧入第四输出轴32。第二丝杠33和第三丝杠34相应地轴向可以移动地设置，并且固定在其旋转位置中，例如固定在外壳10上。第三输出轴31和第四输出轴32通过齿轮30与第三轴29联接。作为替代方案，第三输出轴31和第四输出轴32例如也可以通过传动带与第三轴29联接。第三输出轴31或者说第四输出轴32的旋转运动引起第二丝杠33或者说第三丝杠34的线性运动。传动链节例如第一制动索4或者说第二制动索6或者连杆分别与第二丝杠33和第三丝杠34联接。

优选第三输出轴31和第四输出轴32通过补偿传动机构与第三轴29联接。由此可以补偿例如第一制动索4或者第二制动索6的不同长度或者在轴向上作用在第二丝杠33或者第三丝杠34上的不同的力。在图9中示出的第三输出轴31和第四输出轴32的布置方式当执行器装置5设置在汽车的轴的区域中，并且第一制动索4和第二制动索6横向于汽车纵向延伸时是尤其有利的(图1b)。

执行器装置5不仅可以安装在汽车中，也可以应用到任何需要线性拉力或者推力的地方，当电动伺服驱动机构7不工作时，即例如不通电时，也应该保持该力。

Claims (8)

1.执行器装置，它包括

-电动伺服驱动机构(7)，

-至少一个输出轴(12，14，31，32)，

-至少一个调整元件(13，15，27，33，34)，它和所述至少一个输出轴(12，14，31，32)联接，并且用于与传动链节(4，6，28)联接，并且与传动链节(4，6，28)共同作用将所述至少一个输出轴(12，14，31，32)的旋转运动转换成传动链节(4，6，28)的线性运动，

-驻车制动装置，它在输入端与电动伺服驱动机构(7)联接，并且与所述至少一个输出轴(12，14，31，32)联接或者构成具有所述至少一个输出轴(12，14，31，32)的结构单元，并且具有制动体(9)，该制动体与所述至少一个输出轴(12，14，31，32)联接并且在轴向上可以移动地设置，并且该驻车制动装置用于将输入端的预设的角度范围内的旋转运动转换成制动体(9)的从制动体(9)的制动位置中出来或者进入制动体(9)的制动位置中的轴向升程，并且将输入端的旋转运动传递到制动体上，

其中所述驻车制动装置包括与电动伺服驱动机构(7)联接的驱动体(8)，并且该驱动体(8)通过至少一个调整体(19)与所述制动体(9)联接；其中：

在所述驱动体(8)的面向制动体(9)的一侧和在所述制动体(9)的面向驱动体(8)的一侧构造至少一个斜面的轮廓(22)用于与所述至少一个调整体(19)共同作用地将驱动体(8)的旋转运动转换成制动体(9)的轴向升程；或者

在所述驱动体(8)的面向制动体(9)的一侧或在所述制动体(9)的面向驱动体(8)的一侧构造至少一个斜面的轮廓(22)用于与所述至少一个调整体(19)共同作用地将驱动体(8)的旋转运动转换成制动体(9)的轴向升程。

2.按权利要求1所述的执行器装置，其中所述驻车制动装置用于对于电动伺服驱动机构(7)的两个相反的驱动方向将输入端的旋转运动相应地传递到制动体(9)上。

3.按以上权利要求之一所述的执行器装置，其中所述驻车制动装置包括弹簧元件(18)，构造该弹簧元件(18)，使得该弹簧元件(18)将作用力传递到制动体(9)上，从而当电动伺服驱动机构(7)不工作时，制动体(9)占据制动位置。

4.按权利要求1所述的执行器装置，其中所述制动体(9)是摩擦环。

5.按权利要求1所述的执行器装置，其中所述制动体(9)是板片形状的，而且是盘式制动器的一部分。

6.按权利要求1所述的执行器装置，其中所述至少一个调整体(19)是球形的或者滚筒形的。

7.按权利要求1所述的执行器装置，其中所述至少一个输出轴(31，32)具有主轴驱动机构。

8.按权利要求1所述的执行器装置，其中所述至少一个调整元件(13，15)是滑轮(13，15)。

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