CN101218137B - 驻车制动装置 - Google Patents

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Abstract

驻车制动装置(7)，包括制动体(20)、从动体(15)和制动面(11)。从动体(15)轴向可移动地设置。从动体(15)可和从动单元耦连，通过所述从动单元，可将轴向的从动力沿着预定的方向作用到从动体(15)上。从动体(15)具有导引构件(19)。制动体(20)具有导引机构(21)。从动体(15)的导引构件(19)在该导引机构中被导引。制动体(20)和导引机构(21)如此构造，即根据制动体(20)相对于从动体(15)的导引构件(19)的当前位置，在导引构件(19)和制动面(11)之间夹紧制动体，或者释放在导引构件(19)和制动面(11)之间对制动体(20)的夹紧。

Description

驻车制动装置
本发明涉及一种驻车制动装置，特别是用于电可调整的制动器，例如汽车的止动制动装置或者停车制动器。
汽车的电可调整的制动器具有电机驱动的调整驱动器，用以产生输送给汽车车轮的制动器的制动力。在关掉电机驱动的调整驱动器以后，制动器上的制动力也应保持，以便能例如防止汽车滑动。联合国经济委员会(UN Economic Commission，简称：ECE)的规定13和13H要求，通过一种唯一的机械装置来保持在汽车车轮上的制动作用。
US 6 662 676 B2公开了一种自调整的停车制动系统。该系统自动地拉紧松动的制动索。该停车制动系统包括锁止机构，该锁止机构具有止动齿和带多个齿的止动爪。这个止动齿啮合到止动爪的齿中。该系统包括可手动操纵的摇杆。该摇杆可在用于拉紧或者松开制动器的位置中移动。通过闭锁机构来保持各个设定的位置。自调整机构将制动索和摇杆连接。
US 6 213 259 B1公开了一种用于控制电驱动的停车制动器的装置、方法和系统。停车制动器包括用于测定制动索中机械应力数值的电子控制模块，其用作为了驱动电马达以调整制动器所需的电流的函数。此外还规定，检测制动器松开时制动索所经过的行程。电马达驱动螺杆。由此所属的转轴轴向地移动。在此，转轴和螺杆相对运动非常刚硬，使得这种运动不能通过经制动索作用到转轴上的力来完成。
本发明的任务是提供一种可靠且可简单地调整的驻车制动装置。
这个任务通过独立权利要求的特征得以完成。在从属权利要求中，对本发明的有利的改进方案进行了说明。
本发明的特征在于一种驻车制动装置，它包括制动体、从动体和制动面。从动体可轴向运动地设置。从动体和从动单元耦连。通过这个从动单元，轴向的从动力可沿着预定的方向作用到从动体上。从动体具有导引构件。制动体具有导引机构。从动体的导引构件在该导引机构中被导引。制动体和导引机构为如此构造，即根据制动体相对于从动体的导引构件的当前位置，将制动体夹紧在导引构件和制动面之间，或者释放在导引构件和制动面之间对制动体的夹紧。
这种方案的优点是，通过将制动体夹紧在导引构件和制动面之间，能可靠地反作用于轴向的从动力，并且将从动体可靠地保持在它的当前位置中。此外通过释放夹紧，可以高作用效率地简单地对从动体进行轴向调整或者定位。
在驻车制动装置的一种有利方案中，如此地构造制动体的导引机构，使得制动体形成楔子，当驻车制动装置为停止状态时，该楔子自锁地被夹紧在从动体的导引构件和制动面之间。作为制动体的这样的楔子有如下优点，即通过这种自锁，制动体的夹紧可随轴向从动力的增加而增大。由此保证可将从动体可靠地保持在它的当前位置中。
在驻车制动装置的另一有利的方案中，将制动体的导引机构构造成制动体中的长孔。这种方案的优点是，可特别简单地制造导引机构。
若将从动体的导引构件构造成销钉形，并且插入到制动体中的长孔中，则在这方面也是有利的。其优点是这种方案很简单。
在驻车制动装置的另一有利的方案中，驻车制动装置包括调整体。该调整体轴向可移动地设置。此外调整体可和驱动单元耦连。调整体可根据驱动单元的控制进行轴向移动。根据调整体相对于从动体的轴向位置，调整体和从动体可在调整体相对于从动体的第一和第二位置中彼此耦连，以释放制动体在导引构件和制动面之间的夹紧。这种方案的优点是，从动体于是借助调整体可轴向移动，并且此外从动体的轴向移动很简单，并且可能有高的作用效率，因为通过调整体释放了对制动体的夹紧。此外，这种方案还有如下优点，即驱动单元可以简单、小型和成本有利地构造，因为在释放对制动体的夹紧后，可以小的力和低能量消耗实现对调整体或者从动体进行轴向调整或者定位。
在此方面有利的是：如果调整体通过轴向定位布置在相对于从动体的第一调整位置中，用于借助调整体使从动体反向于轴向从动力的预定方向进行移动，则对制动体的夹紧被释放。这种方案有下述优点，即由此例如可以高作用效率地增大轴向从动力，例如用于增大汽车车轮上的制动作用。为了通过驱动单元对从动体进行轴向调整或者定位，驱动单元只必须施加比轴向从动力稍大的力。
此外，在这方面下述方案也是有利的，即通过调整体在相对于从动体的第二调整位置中的轴向定位来释放对制动体的夹紧，从而制动体在夹紧期间作用到制动面上的法向力通过制动体绕着从动体的导引构件的摆动运动被如此地减小，使得从动构件可轴向移动。这种方案有如下优点，即由此也可以简单和高作用效率地沿着轴向从动力的预定的方向对从动体进行轴向调整或者定位，例如用于减小轴向从动力。这样，例如可以减小汽车车轮上的制动作用。
此外，在这方面下述方案也是有利的，即将制动体构造成摇杆，该摇杆可借助调整体操纵，以执行制动体绕着从动体的导引构件进行摆动运动。这种方案的优点是，可通过摇杆很简单地执行摆动运动。
在驻车制动装置的另一有利的方案中，制动体通过弹性元件和从动体耦连。这个弹性元件使制动体顶压制动面。其优点是，由此使在从动体进行轴向调整或者定位时，制动体也能和制动面保持接触。这使得当轴向调整或者定位结束时，驻车制动装置快速和可靠地处于驻车状态成为可能。这样就能如此可靠地保持从动体的当前的轴向位置。
在驻车制动装置的另一有利的方案中，在从动体中构造有轴向的凹槽。调整体延伸通过该轴向凹槽。调整体在相对于从动体的第一调整位置中如此地和从动体耦连，使得从动体可以反向于预定的方向进行移动。此外，调整体在相对于从动体的第二调整位置中如此地和从动体耦连，使得从动体可沿着预定的方向移动。这种方案具有如下优点，即从动体于是可以简单地借助调整体沿着预定的方向或者反向于预定的方向进行移动。调整体和从动体的耦连可如此地构造，使得可损耗少和高作用效率地将较大的力从驱动单元传递到从动单元。
下面借助示意图对本发明的实施例进行说明。这些附图是：
图1A 汽车中的执行器装置的第一种布置，
图1B 汽车中的执行器装置的第一种布置，
图2  执行器装置，
图3  驻车制动装置处于驻车状态，
图4  具有调整体的驻车制动装置，其中，调整体相对于从动体处在第一调整位置，
图5  具有调整体的驻车制动装置，其中，调整体相对于从动体位在第二调整位置。
在图中，相同结构或者功能的构件用相同的附图标记表示。
图1A示出汽车1。在后车轮轴上，汽车的右侧车轮和汽车的左侧车轮分别具有制动器2。各制动器2通过制动索3与执行器装置4耦连。在必要时，为制动索3设置有合适的转向。此外，还可在执行器装置4或者在制动索3上设置平衡构件，用于平衡在汽车右侧和汽车左侧上的制动器2的制动力，从而使制动力分别大约相同大小。执行器装置4例如是汽车1的电可调整的制动器的一部分，特别是止动制动器或者停车制动器的一部分。执行器装置4例如设置在汽车1的中间通道内，例如设置在手动制动器的区域中。
然而也可代替地将执行器装置4设置在汽车轮轴的区域中，例如设置在汽车1的后车轮轴的区域中(图1B)。为此优选地将执行器装置4安装在汽车1的车轮轴上。这样的优点是，对于汽车1的安装，这种由汽车轮轴和执行器装置4组成的装置可进行预安装。这可以简化汽车1的安装。然而，也可将执行器装置4例如安装在汽车1的底盘上。必要时位于汽车左侧和右侧的相应制动器2通过制动索3的合适转向和/或通过平衡构件与执行器装置4耦连。
制动索3应通过执行器装置4移动预定的行程，和/或用预定的力拉紧，以便能可靠地操纵各个制动器2。为此，执行器装置4包括驱动单元5。该驱动单元又包括电机驱动的调整驱动器6和转轴8(图2)。此外，执行器装置4还包括驻车制动装置7。该驻车制动装置通过转轴8和传递构件9与电机驱动的调整驱动器6耦连。所述驱动单元5如此地构造，使得传递构件9根据电机驱动的调整驱动器6的控制来执行轴向移动。
转轴8被电机驱动的调整驱动器6转动地驱动。固定不转动地但轴向可移动地布置在转轴8中的螺杆根据转轴8的转动运动执行轴向移动。这个轴向运动通过传递构件9在输入侧输送到驻车制动装置7。转轴8和/或螺杆的螺距可以是恒定的或者也可是变化的。如果螺距为变化的，则转轴8每转一圈时传递构件9所走过的轴向行程取决于螺杆在转轴8中的轴向位置。由此可特别好地计量轴向移动。然而驱动单元5也能够以其他方式构造。
在输出侧，驻车制动装置7和制动索3耦连。制动器2也可以叫做从动单元。从动单元可通过制动索3在驻车制动装置7的输出侧沿着预定的方向，例如沿着从驻车制动装置7到从动单元的方向，施加轴向的从动力。优选制动器2的制动力取决于轴向的从动力。
通过驻车制动装置可将传递构件9的轴向运动传递到制动索3上，以拉紧或者松开制动器2，或者提高或者减小轴向从动力或者制动器2的制动力。此外，驻车制动装置7也构造成保持制动索3的当前位置和/或制动索3中的当前的轴向从动力。特别是没有给电机驱动的调整驱动器6通电时，也应保持当前的位置或者当前的轴向从动力。由此保证即使在电机驱动的调整驱动器6的供电发生故障时，也保持制动器2的制动力。
图3、4和5示例地示出驻车制动装置7的一个实施方式。优选驻车制动装置7为对称构造。驻车制动装置7包括壳体10。该壳体在它的内部具有制动面11。驻车制动装置7具有驱动区域12和从动区域13。在驱动区域12中，驻车制动装置7可以借助传递构件9与驱动单元5耦连。传递构件9例如是绳索或者摇杆。从动区域13通过制动索3可同从动单元或者制动器2耦连。
驻车制动装置7具有调整体14和从动体15。调整体14可和传递构件9耦连。相应地从动体15可和制动索3耦连。因此，轴向从动力通过制动索3传递到从动体15。从动体15具有凹槽16。此外，从动体15还具有面朝驻车制动装置7的驱动区域12的表面17以及面朝驻车制动装置7的从动区域13的表面18。此外，从动体15还具有导引构件19。优选该导引构件构造为销钉形。
此外，驻车制动装置7还包括制动体20。制动体20具有导引机构21。制动体20包括杆臂22。在杆臂上形成杆面23。调整体14具有配属于杆面23的调整面24。
调整体14是如此构造的，即这个调整体延伸穿过从动体15中的凹槽16。调整体14可在与从动体15的面朝着驻车制动装置7的驱动区域12的表面17相面对的表面上具有第一阻尼构件25。相应地在从动体15的面朝着驻车制动装置7的从动区域13的表面18中设置第二阻尼构件26。然而也可以在从动体15的面朝着驻车制动装置7的驱动区域12的表面17上，和/或在调整体14的、与从动体15的面朝着驻车制动装置7的从动区域13的表面18相面对的表面上设置相应的阻尼构件。
优选地将弹性元件27如此地设置在从动体15和制动体20之间，使得制动体20用较小的力顶压制动面11。
制动体20中的导引机构21优选地构造为长孔。当驻车制动装置7(图3)处于驻车状态时，长孔和制动面11形成楔角α。通过将导引机构21按楔角α构造成长孔，制动体20形成一种楔子。导引构件19在导引机构21中被导引。通过轴向移动从动体15，并且因此轴向移动导引构件19，可将制动体20或紧或松地夹紧在导引构件19和制动面11之间。通过制动索3作用到从动体15上的轴向从动力越大，则楔子或者制动体20夹在导引构件19和制动面11之间越紧。因此制动体的夹紧自行增力地或者自锁地完成。由此当驱动单元5没有力传递到驻车制动装置7上时，仍能可靠地保持从动体15的当前轴向位置。因此驱动单元5可以具有高的作用效率，并且不需要构造成自锁的。因此驱动单元5可简单和成本有利地制造。
制动面11和制动体20之间的楔角α和摩擦系数必须如此地选择，使得能够可靠地在导引构件19和制动表面11之间自锁地夹紧制动体20。通过轴向从动力作用到从动体15并通过导引构件19作用到制动体20上的力，具有垂直于制动面11的法向分力或者法向力以及沿轴向从动力的预定方向的切向分力。这个力的切向分力与法向分力的比例必须小于或者等于制动面11和制动体20之间的摩擦系数，以便能保证将制动体20可靠地夹紧在导引构件19和制动面11之间。
为了在壳体10中调整从动体15或使从动体15轴向定位，调整体14可通过驱动单元5移动到相对于从动体15的第一调整位置中(图4)。然后调整体14在从动体15的面朝着驻车制动装置7的从动区域13的表面18上与从动体15耦连。在必要时，第二阻尼构件26阻抑调整体14碰撞从动体15，并且可以如此地防止产生不希望的噪音或者磨损。
从动体15可以通过调整体14与轴向从动力的预定方向相反地朝着驱动区域12的方向移动。这样，导引构件19在导引机构21中相对于制动体20移动。由此制动体20由其在导引构件19和制动面11之间的夹紧中松脱。这样可以高作用效率地完成从动体15的轴向定位，因为基本上只必须施加所希望的轴向从动力。弹性元件27只用较小的力将制动体20压向制动面11，并且因此只引起小的摩擦。然而制动体20通过弹性元件27和制动面11保持接触，这样，只要调整体14由从动体15脱耦，就能可靠地重新夹紧制动体20。然后驻车制动装置7就转移到它的驻车状态(图3)。
如果调整体14被置入到相对于从动体15的第二调整位置中，于是调整体14在它的调整面24上与制动体20的杆面23耦连(图5)。这样，调整体14可以将力施加到制动体20的杆臂22上，使得制动体20绕着从动体15的导引构件19进行摆动运动。通过这种摆动运动，释放了制动体20在导引构件19和制动面11之间的夹紧。此外，调整体14可在从动体15的面朝着驻车制动装置7的驱动区域12的表面17上与从动体15耦连。因此，从动体15可以很简单地并且高作用效率地沿着轴向从动力的预定方向移动。在必要时，第一阻尼构件25阻抑调整体14和从动体15的碰撞，并且因此可阻止产生不希望的噪音生或者磨损。
如果制动体20如此地摆动，使得制动体20在杆臂22的区域中接触到制动面11，于是在此有利的是：在这个区域中如此地构造杆臂22，使得杆臂22和制动面11之间的摩擦系数很小。特别是可如此地构造杆臂22，使得在杆臂22和制动面11之间的摩擦系数比在驻车制动装置7处于驻车状态时制动体20和制动面11之间的摩擦系数要小。然而也可如此地构造驻车制动装置7，使得杆臂22不接触制动面11。
通过将调整体14从制动体20移开，制动体20通过弹性元件27如此地往回摆动，使得又可靠地将制动体20夹紧在导引构件19和制动面11之间。由此快速而且可靠地达到驻车制动装置7的驻车状态(图3)。
备选地或者附加地，除了具有电机驱动的调整驱动器6的驱动单元5外，例如也可用手或者用脚来操纵驻车制动装置7。
驻车制动装置7是如此构造的，即用纯机械的机构就可保持从动体15的当前轴向位置和轴向从动力。仅仅是为从动体15的调整或者轴向定位，才需要具有电机驱动的调整驱动器6的驱动单元5。然而，如果例如由于电故障或者电池没有电了，造成电机驱动的调整驱动器6不能使用，这时需要释放制动体20的夹紧。因此在执行器装置4或者在驻车制动装置7中，可以设置一种机械的操纵构件，这个机械的操纵构件可以释放制动体的夹紧，并且该操纵构件优选地可以手动操纵。
例如调整体14可通过导杆或者摇杆，或者也可通过传递构件9手动地操纵。也可设置其他传递构件，例如导杆或者绳索，它如此地和制动体20耦连，使得当拉紧绳索或者相应移动导杆以便使制动体20作摆动运动时，制动体20会绕着导引构件19作摆动运动。此外例如电机驱动的调整驱动器6或者转轴8可以具有齿轮，可手动按压或者拉动操纵的齿条啮合到该齿轮中。由此可手动操纵使电机驱动的调整驱动器6或者转轴8作转动运动。然而也可以例如借助刚性的或者柔性的轴以及与其相耦连的手摇柄，使电机驱动的调整驱动器6或者转轴8作旋转运动。
为了驱动电机驱动的调整驱动器6，也可在驱动单元5中设置能量源，例如电池，或者驱动单元5可以和能量源耦连。当汽车1中的电供应不能提供足够的电能时，该能量源可以附加地并且不依赖于汽车1中的驱动单元5的电供应来保证驱动单元5和驻车制动装置7的运行。然而也可以设置有调整驱动器。该调整驱动器例如和其他传递构件耦连，并可通过电源运行，用于操纵所述其他传递构件。

Claims (11)

1.驻车制动装置，它包括制动体(20)、从动体(15)和制动面(11)，其中
-从动体(15)轴向可移动地设置，并且和从动单元耦连，通过该从动单元，轴向的从动力沿着预定的方向施加到所述从动体(15)上，并且从动体(15)具有导引构件(19)，
-制动体(20)具有导引机构(21)，从动体(15)的导引构件(19)在该导引机构中被导引，并且
-制动体(20)和导引机构(21)如此地构造，即根据制动体(20)相对于从动体(15)的导引构件(19)的当前位置，在导引构件(19)和制动面(11)之间夹紧制动体，或者释放在导引构件(19)和制动面(11)之间对制动体(20)的夹紧。
2.按照权利要求1所述的驻车制动装置，其中制动体(20)的导引机构(21)如此地构造，即该制动体(20)形成楔子，在驻车制动装置(7)的驻车状态中，该楔子自锁地在从动体(15)的导引构件(19)和制动面(11)之间夹紧。
3.按照前述权利要求1或2所述的驻车制动装置，其中制动体(20)的导引机构(21)构造为制动体(20)中的长孔。
4.按照权利要求3所述的驻车制动装置，其中从动体(15)的导引构件(19)构造为销钉形，并且插入到制动体(20)中的长孔中。
5.按照前述权利要求1所述的驻车制动装置，该驻车制动装置包括调整体(14)，并且
-调整体(14)轴向可移动地设置，并且和驱动单元(5)耦连，并且该调整体(14)根据驱动单元(5)的控制进行轴向移动，并且
-根据调整体(14)相对于从动体(15)的轴向位置，调整体(14)和从动体(15)在调整体(14)的相对于从动体(15)的第一和第二调整位置中彼此耦连，以释放制动体(20)在导引构件(19)和制动面(11)之间的夹紧。
6.按照权利要求5所述的驻车制动装置，其中如果调整体(14)通过轴向定位布置在相对于从动体(15)的第一调整位置中，用于借助调整体(14)使从动体(15)反向于轴向从动力的预定方向进行移动，则制动体(20)的夹紧被释放。
7.按照权利要求5或6中任一项所述的驻车制动装置，其中通过调整体(14)在相对于从动体(15)的第二调整位置中的轴向定位来释放对制动体(20)的夹紧，从而使制动体(20)在夹紧期间作用到制动面(11)上的法向力通过制动体(20)绕着从动体(15)的导引构件(19)的摆动运动被减小，于是从动构件能够轴向移动。
8.按照权利要求7所述的驻车制动装置，其中制动体(20)构造为摇杆，该摇杆能够借助调整体(14)操纵，以使制动体(20)绕着从动体(15)的导引构件(19)进行摆动运动。
9.按照前述权利要求1所述的驻车制动装置，其中制动体(20)通过弹性元件(27)与从动体(15)耦连，该弹性元件将制动体(20)压向制动面(11)。
10.按照权利要求5所述的驻车制动装置，其中在从动体(15)中构造有轴向的凹槽(16)，并且调整体(14)延伸穿过该轴向的凹槽(16)，并且调整体(14)在相对于从动体(15)的第一调整位置中如此地与从动体(15)耦连，使得该从动体能够反向于预定的方向移动，并且调整体(14)在相对于从动体(15)的第二调整位置中如此地与从动体(15)耦连，使得该从动体能够沿着预定方向移动。
11.按照权利要求5所述的驻车制动装置，其中制动体(20)能耦连有传递构件，以使制动体(20)不依赖于调整体(14)相对于从动体(15)的轴向位置而绕着从动体(15)的导引构件(19)进行摆动运动，从而制动体(20)在夹紧期间作用到制动面(11)上的法向力被减小，且从动构件(15)能够轴向移动。
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