CN107406132A - 用于指令发送器的制动卡锁单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制动卡锁单元，用于界定地卡锁和制动用于船驱动器的能够手动操作的指令发送器，具有带有形成支承环的圆形开口的外转子（1、1'）和布置在所述开口中的内转子（2、2'、2''），所述外转子和内转子相对彼此可转动运动地布置，其中，所述两个转子元件中的一个静态地固定在其位置中并且另外的转子元件要么构造有能够手动操作的调节环节要么设计成能够与这样的调节环节连接，并且所述内转子（2、2'、2''）构造有至少三个径向上沿周缘方向布置的且在一侧与所述内转子连接的弹簧臂（3、3'、3''、3'''、3a、3b），所述弹簧臂能够分别被压入到处于所述内转子（2、2'、2''）的周面中的空隙中，其中，至少一个弹簧臂（3''、3a、3b）在其自由端部处构造有卡锁器件（5、5a、5b、5a'、5b'），所述卡锁器件能脱开地形状和力配合地与所述支承环的工作面（6）中的至少一个相对应的卡锁空隙共同作用，并且至少两个弹簧臂（3、3'、3'''）分别成对地在所述旋转平面之内彼此相反地布置并且在所述至少两个弹簧臂的自由端部处分别构造有制动器件（4、4'、4''），并且其中，所述弹簧臂（3、3'、3''、3'''、3a、3b）经由所述制动器件（4、4'、4''）和卡锁器件（5、5a、5b、5a'、5b'）分别在径向上力配合地作用到所述支承环的工作面（6）上。

Description

用于指令发送器的制动卡锁单元

技术领域

本发明涉及一种用于界定地卡锁和制动用于船驱动器的转速和传动机构调节器的能够手动操作的指令发送器（Kommandogebers）的单元。

背景技术

本发明的使用领域延伸到船控制技术。船的控制台通常配备有用于远程控制所述船驱动器的指令发送器。在此，所述指令发送器如今通常作为调节环节经由至所述船驱动器的电马达控制器的电连接直接起操控作用地作用到所述船驱动器的转速和/或传动机构调节器上。这样的能够手动机械调节的指令发送器为了保护以防由于振动而发生不期望的调节或发生轻微触碰而必须足够稳定地受引导，以便可靠地保留在相应所选择的位置中。但是同时，所述指令发送器应能够灵敏地并且没有明显起动力矩（Losbrechmoment）地在切换位置之间进行调节。此外，为了精确地进行控制而需要所述调节环节在调节行程的切换位置处明显可感觉地进行锁入。典型的切换位置在带有换向传动机构的驱动器的情况下例如是传动机构中性-传动机构在前-传动机构在后位置，在带有调节螺旋桨的驱动器的情况下是螺旋桨中性位置。

在一般在现有技术中已知的指令发送器中，卡锁功能常常经由受弹簧负载的球或滚子来实施，所述球或滚子能脱开地接合到相应的配对开孔或槽中。例如用于制动功能的有作用到轴上的带式制动器，或在轴向上起作用的、受弹簧负载地作用到盘上的制动元件。在这些解决方案中不利的是，需要数个结构部件，所述结构部件必须精确地定位并且必须尽可能彼此无间隙地运动。未精确地接合到球窝中的卡锁球或带有逆转间隙（Umkehrspiel）的制动器负责海绵般地（schwammig）起作用的操纵并且获得（vermitteln）缺乏精度的印象。此外，这些构件中的每个都遭受磨损，因此值得期望的是以尽可能少的结构部件来实现不同的功能。最后许多小的单个部件的装配是不经济的。

由DD 244533 A1已知一种用于船驱动器的指令发送器，带有操纵杠杆（Fahrhebel）、切换盘和通过液压的第一伺服马达来驱动的卡锁盘，其固定在能转动地受支承的轴上。卡锁销钉作用到所述卡锁盘中，所述卡锁销钉经由另外的液压的伺服马达来操纵。此外，设置有作用在所述卡锁盘的边缘处的制动器，所述制动器通过第三伺服马达来操纵。由DD 244533 A1提出的卡锁和制动功能由于所需要的液压的伺服马达而是复杂的、生产消耗的并且具有高的空间需求。

由DE 19936946 C1已知一种用于船驱动器的指令发送器，带有在切换滑槽中受引导的、能够在两个功能平面中摆动的手动杠杆。为了将所述切换杠杆在其切换位置中锁入，DE 19936946 C1设置有与摆动轴连接的、带有周缘侧的卡锁空隙的盘，弹性受支承的卡锁销钉接合到所述卡锁空隙中。为了使所述手动杠杆自动复位到静止位置中，拉力弹簧作用于所述手动杠杆。除了支承所述手动杠杆之外无关于所述支承实施的复位和卡锁功能分别需要附加的结构部件并且具有附加的空间需求。通过作用于所述手动杠杆的拉力弹簧，所述手动杠杆的摆动运动仅沿克服弹簧力的运动方向被制动。用于起稳定作用地制动所述手动杠杆的摆动运动的其它器件未由DE 19936946 C1公开。

由DE 199 63 476 A1已知一种之前所提到类型的指令发送器，所述指令发送器附加地围绕其纵向轴线沿两个转动方向克服弹簧作用地能转动地受支承，并且所述指令发送器具有探测转动运动的传感器用于操控机组（Aggregats）、例如马达控制器。除了支承所述手动杠杆之外无关于这种支承实施的、所述转动运动的弹簧阻尼需要附加的结构部件并且具有附加的空间需求。

由DE 1 992 922 U已知用于机舱传令钟（Maschinentelegraph）的卡锁装置，在其中，指令杠杆以卡锁滚子在卡锁轨道上能移位地受引导。这样的装置根据所述卡锁突出部相对于所述卡锁空隙的选择的高度要么在相应的切换位置中具有相对不稳定的位置要么具有相对高的起动力矩。此外有利的是，将所述指令发送器能够在圆形轨道上摆动地进行设计来取代能够进行线性移位，因为这在提供长度相同的切换行程的情况下是较节省空间的并且实现较人体工学的操作。

由DE 103 52 445 B4已知用于受控制地打开和关闭罩、格层（Fächer）、抽屉等等的制动元件。所述制动元件包括带有形成支承壳的开口的外转子和布置在所述开口中的内转子，所述外转子和内转子相对彼此可转动运动地布置，其中，所述内转子具有一个或多个能够在径向上克服弹簧力支撑的（aufstellbare）、在一侧与所述内转子连接的制动单元，所述制动单元分别能够被压入到引入到所述内转子的周面中的空隙中并且贴靠在所述支承壳的内面处。由DE 103 52 445 B4公开的制动元件（所谓的小型制动元件）由于其空间上的尺寸而不适合于用作指令发送器并且也不设置有能够手动操作的调节环节、例如调节杠杆，或用于装配这样的调节环节的器件。此外所述制动元件由于所述制动单元在所述旋转平面之内的相同的取向而仅沿克服所述制动单元的支撑力矩的运动方向施加制动功能或沿反方向的制动功能无论如何都显著减小。最后由DE 103 52 445 B4提出的制动元件不设置有用于相对于所述外转子卡锁所述内转子的器件。

发明内容

本发明的基于以下任务：提供一种用于能够手动操作的指令发送器的支承单元，带有集成的组合的制动/卡锁功能，所述支承单元尽可能紧凑且简单地构建并且能够简单且成本有利地制造和装配。

所述任务根据本发明通过一种根据权利要求1的制动/卡锁单元来解决，有利的实施方案在从属权利要求中描述。

用于指令发送器的制动卡锁单元形成本发明的核心，所述制动卡锁单元具有带有形成支承环的圆形（kreisrunden）开口的外转子和布置在所述开口中的内转子，所述外转子和内转子相对彼此可转动运动地布置，其中，这两个转子元件中的一个静态地固定在其位置中并且另外的转子元件要么构造有能够手动操作的调节环节要么设计成能够与这样的调节环节连接，并且所述内转子构造有至少三个径向上沿周缘方向布置的且在一侧与所述内转子连接的弹簧臂，所述弹簧臂能够分别被压入到处于所述内转子的周面中的空隙中，其中，至少一个弹簧臂在其自由端部处构造有卡锁器件，所述卡锁器件能脱开地形状和力配合地与在所述支承环的工作面中的至少一个相对应的卡锁空隙共同作用，并且至少两个弹簧臂分别成对地在所述旋转平面之内彼此相反地（gegenläufig）布置并且在所述至少两个弹簧臂的自由端部处分别构造有制动器件，并且其中，所述弹簧臂经由所述制动和卡锁器件分别在径向上力配合地作用到所述支承环的工作面上。分别静态地固定在其位置中的转子元件用作固定在其位置中的定子（内或外定子），其方式为，所述转子元件例如装配在支架（Konsole）处或装配在所述支架上，或装配在经搭建的（aufgeständerten）壳体处或装配在所述壳体上。相应另外的、在其中可转动运动地受支承的转子元件（内或外转子）用于改变所述切换位置，其方式为，所述转子元件要么构造有能够手动操作的调节环节、例如调节杠杆，要么设计成能够与这样的调节环节连接，其方式为，所述转子元件例如具有用于拧紧调节杠杆的开孔。沿周缘方向布置的、带有制动器件的弹簧臂根据转动方向施加不同的摩擦力矩到所述工作面上。其沿相对于相应的弹簧臂的支撑力矩的转动方向比沿相反的方向大。通过使带有制动器件的弹簧臂在所述旋转平面中分别成对地彼此相反地布置，两个通过所述弹簧臂施加的摩擦力矩分别合计成一致的总摩擦力矩，由此所述制动/卡锁单元沿两个转动方向基本上均匀地起稳定作用地被制动。在所述支承环的工作面中的卡锁空隙分别代表所述制动/卡锁单元的切换位置。通过将带有卡锁器件的弹簧臂在所述切换位置中分别形状配合地接合到在所述支承环的工作面中的相对应的卡锁空隙中，所述制动/卡锁单元在相应的位置中得到稳定。在重新调节的情况下，带有卡锁器件的相应的弹簧臂被压入到在所述内转子的周面中的相应的空隙中，其中，所述卡锁器件又离开相应的卡锁空隙。

沿两个转动方向施加的制动作用的更大的均匀性通过以下方式来实现：在带有总共至少四个弹簧臂的制动卡锁单元中，至少两个弹簧臂设置有卡锁器件并且分别成对地在所述旋转平面之内彼此相反地布置，其中，所述卡锁器件布置在共同的径向区段中并且分别与所述卡锁空隙同步地共同作用。带有卡锁器件的弹簧臂也在径向上力配合地作用到所述支承环的工作面上并由此施加一定的摩擦力矩克服所述制动/卡锁单元的转动。所述摩擦力矩沿相对于相应的弹簧臂的支撑力矩的转动方向比沿相反的方向大。通过带有卡锁器件的弹簧臂在所述旋转平面之内分别成对地彼此相反地布置，经由所述卡锁器件施加的总摩擦力矩沿两个转动方向也是相同的。

通过在上述实施方案中分别使弹簧臂对的卡锁器件布置在共同的径向区段中并且分别与相同的卡锁空隙同步地共同作用，在卡锁沿两个转动方向脱开的情况下同时保证相同的起动力矩，而不必对于每个弹簧臂对而言在所述支承环的工作面中设置有用于第二卡锁器件的附加的第二卡锁空隙。为此，弹簧臂对的卡锁器件在相同的径向区段之内优选沿周缘方向彼此并排地（nebeneinander）布置。这在维持沿两个方向均匀的起动力矩的情况下保证了紧凑的结构方式。

为了制动/卡锁力的较精确的可调整性并且为了增大所述制动/卡锁单元的使用范围，带有制动器件的弹簧臂和/或带有卡锁器件的弹簧臂以受压力弹簧负载的方式进行设计，其中，所述压力弹簧布置在所述内转子中并且在径向上作用到所述弹簧臂上。在所述实施方案中，对于所述制动器件的期望的摩擦力矩和所述卡锁器件的足够稳定的安置（Sitz，有时称为配合）而言所需要的径向力基本上通过所述压力弹簧的预紧来产生。压力弹簧能够视结构类型而定地在相应预先给定的预紧和弹簧力的情况下实施有比这在仅构造为板簧的弹簧臂的情况下可行的小得非常多的弹簧系数（Federrate）。由此所述弹簧力并由此因而（in der Folge）还有由所述压力弹簧施加到制动和卡锁器件上的径向力即使在结构部件公差不同的情况下也能够始终几乎恒定地设计。此外对于期望的摩擦力矩和所述卡锁器件在所述卡锁空隙中的安置的期望的稳定性而言所需要的径向力能够彼此无关地变化并且与不同的要求相匹配。

为了特别简单且成本有利地制造和装配所述制动卡锁单元，将所述弹簧臂、卡锁器件和制动器件与所述内转子实施为一件式的结构部件。所述制动/卡锁单元在带有全部需要的功能元件的这种设计方案中仅由两个结构部件构成。

通过在上述实施方案中将所述内和外转子实施为合成材料注射部件，能够进一步简化制造并且能够进一步降低成本。此外所述实施方案保证了所述装置的总重量非常小。

所述制动/卡锁单元的轻便性（Leichtgängigkeit）的改进通过以下方式来实现：所述转子元件实施有共同的球支承结构（Kugellagerung）。

为了改进操作，所述转子元件构造有止挡限制部，所述止挡限制部限制了所述转子元件的可转动运动的自由度。以所述方式对所述制动/卡锁单元到所述切换位置上的切换行程的延伸进行限制。

为了自动探测所述制动卡锁单元的调节位置，所述可转动运动的转子元件构造有传感磁体。这例如在与相对应的霍尔传感器共同作用下实现了无触碰地探测所述可转动运动的转子元件的以及由此还有与所述转子元件连接的调节环节的角度位置。

附图说明

接下来根据附图结合本发明的优选实施例的描述来详细示出其它改进本发明的措施。其中:

图1示出用于指令发送器的制动/卡锁单元的透视分解图示，

图2示出根据图1的处于已装配状态下的制动/卡锁单元的透视前视图，

图3示出根据图1和2的制动/卡锁单元的内转子的备选的实施方案的透视俯视图，

图4示出所述制动/卡锁单元的另一个实施方案的透视剖面图示，

图5示出根据图4的组合而成的制动/卡锁单元的透视前视图。

具体实施方式

根据图1和2的制动/卡锁单元由外转子1和内转子2构成，所述内转子构造有三个径向上沿周缘方向布置的并且与所述内转子在一侧固定连接的、设计为板簧的弹簧臂3、3'和3''。在所述弹簧臂3、3'和3''下方，分别相对应的空隙处于所述内转子2的周面中，所述弹簧臂3、3'和3''能够被压入到所述空隙中。所述弹簧臂3和3'在其自由端部处构造有带有4和4'的制动器件，所述弹簧臂3''在其自由端部处构造有卡锁器件5。所述弹簧臂3、3'、3''、所述制动器件4、4'和所述卡锁器件5与所述内转子2实施为一件式的结构部件。所述外转子1具有圆形开口，所述开口形成带有所述工作面6的支承环用于接纳所述内转子2。所述外转子1构造有三个卡锁空隙7、7'和7''，所述卡锁空隙用于形状配合地接纳所述卡锁器件5并且确定所述制动/卡锁单元的相应的切换位置。为了进行装配，所述弹簧臂3、3'、3''被按压到在所述内转子2的周面中的分别相对应的空隙中并且所述内转子2被插入到所述外转子1中。由于由此所产生的预紧，所述弹簧臂3、3'、3''在根据图2的已装配的状态下在径向上力配合地作用到所述外转子1的工作面6上。由此尤其经由所述制动器件4和4'来产生摩擦力矩，所述摩擦力矩克服所述内转子2相对于所述外转子1的转动运动。在此如下选择所述弹簧臂3、3'的预紧，使得所述弹簧臂产生对于期望的摩擦力矩而言所需要的径向力。两个沿周缘方向布置的弹簧臂3和3'经由所述制动器件4和4'根据转动方向施加不同的摩擦力矩到所述工作面6上。其沿相对于相应的弹簧臂的支撑力矩的转动方向比沿相反的方向大。通过使所述两个弹簧臂3和3'在旋转平面中彼此相反地布置，两个通过所述弹簧臂施加的摩擦力矩分别合计成一致的总摩擦力矩，由此所述制动/卡锁单元沿两个转动方向基本上均匀地起稳定作用地被制动。如下选择所述弹簧臂3''的预紧，使得保证所述卡锁器件5在脱开安置时在同时尽可能低的起动力矩的情况下在所述卡锁空隙7、7'和7''中在所述切换位置中的足够稳定的形状和力配合的安置。所述预紧即如下进行选择，使得足够可靠地避免由于在行驶运行中的振动而发生的不期望的调节或发生轻微触碰，而同时在没有过高的力消耗的情况下实现灵敏的调节。通过附加的引导器件8保证所述内转子2在所述外转子中的旋转对称的安置。在根据图1和2的制动/卡锁单元中，所述外转子1用作定子，其方式为，所述外转子能够经由在径向上布置的螺纹开孔9与壳体连接，并因而在装入状态下静态地固定在所述外转子的位置中。所述内转子2在装入状态下可转动运动地布置在所述外转子2中并且用于借助于调节杠杆来手动地改变所述切换位置，所述调节杠杆能够经由端侧的开孔10和10'拧紧到所述内转子2处。

图3示出内转子2'的备选的、与所述外转子1相容的实施方式，所述内转子带有两个在所述旋转平面之内彼此相反地布置的弹簧臂3a和3b，所述弹簧臂带有卡锁器件5a和5b。在以根据图1和2的内转子2的实施方式进行测试时表明，所述弹簧臂3''也经由所述卡锁器件5在对于在所述卡锁空隙7、7'和7''中的足够稳定的形状和力配合的安置而言所需要的预紧的情况下施加一定的摩擦力矩到所述外转子1的工作面6上。所述摩擦力矩沿相对于所述弹簧臂3''的支撑力矩的转动方向比沿相反的方向大。通过将其替换以这两个在所述旋转平面之内彼此相反地布置的、带有卡锁器件5a和5b的弹簧臂3a和3b，经由所述两个卡锁器件5a和5b施加的总摩擦力矩沿两个转动方向也是相同的并且保证沿两个转动方向施加的制动作用的绝对的均匀性。此外因为所述两个卡锁器件5a和5b布置在共同的径向区段中并且分别与所述卡锁空隙7、7'和7''同步地共同作用，所以在所述内转子2'的这种实施方案中此外保证沿两个转动方向相同的起动力矩，而不必在所述工作面6中提供附加的卡锁空隙。

图4和5示出所述制动/卡锁单元的备选的实施方案。所述外转子1'和所述内转子2''实施有集成的球支承结构并且与沟槽元件（Rillenelementen）11a和11b形成共同的环绕的工作沟槽用于布置在所述工作沟槽中的球，从所述球中在根据图4的剖面图示上能够看出剖切的球12和12'。因为所述支承件实施为满球的（vollkugeliges）支承件，所以不需要单独的球笼。所述工作沟槽是足够深的，从而也能够吸收轴向力。由此确保与所述内转子2''的端侧的开孔10'''和10''''连接的、在图4和5中未示出的调节杠杆沿轴向和径向方向无间隙地受引导并且不由于支承摩擦而产生显著的附加摩擦力矩。所有带有制动和卡锁器件的弹簧臂（从所述弹簧臂中在根据图4的剖面图示上仅能够看出所述弹簧臂3'''）在所述设计方案中以受压力弹簧负载的方式实施。为此在所述内转子2''中在所述弹簧臂之下分别布置有压力弹簧。在根据图4的剖面图示中，在此仅示出布置在所述卡锁器件5a'和5b'之下的压力弹簧13，且部分示出布置在所述制动器件4''之下的压力弹簧13'。为了限制所述内转子2的自由度并由此也为了限制与所述内转子2''的端侧的开孔10'''和10''''连接的、在图4和5中未示出的调节杠杆的摆动行程，所述内转子2''和所述外转子1'在端侧实施有止挡限制部。与所述内转子2''在端侧连接的止挡元件14a在两个在端侧与所述外转子1'连接的止挡元件14b和14b'之间受引导，由此所述内转子2''的转动运动的自由度限制到总共140°上。此外所述内转子2''在端侧设有用于接纳在图4和5中未示出的传感磁体的空隙15。在与相对应的、在图4和5中同样未示出的、垂直于所述制动/卡锁单元的旋转轴线以0.5至2mm的间距布置在所述传感磁体之前的霍尔传感器的共同作用下，这允许无触碰地探测所述内转子2''的和由此还有与所述内转子连接的调节杠杆的角度位置。为了相对于周围环境密封所述制动卡锁单元的仪器内部空间，所述外转子1'具有用于接纳（未示出的）O型环的环绕的密封槽16。相对于所述调节杠杆的密封经由唇式密封部来进行。所述密封唇17的工作面通过保护环18受到保护以防由于喷或射水（Spritz- oder Strahlwasser）所引起的直接的加载。

附图标记列表

1、1' 外转子

2、2'、2'' 内转子

3、3'、3''、3'''、3a、3b 弹簧臂

4、4'、4'' 制动器件

5、5a、5b、5a'、5b' 卡锁器件

6 工作面

7、7'、7'' 卡锁空隙

8 引导器件

9 螺纹开孔

10、10'、10''、10''' 开孔

11a、11b 沟槽元件

12、12' 球

13、13' 压力弹簧

14a、14b' 止挡元件

15 空隙

16 密封槽

17 密封唇

18 保护环。

Claims (9)

1.制动卡锁单元，用于指令发送器，包括带有形成支承环的圆形开口的外转子（1、1'）和布置在所述开口中的内转子（2、2'、2''），所述外转子和内转子相对彼此可转动运动地布置，其中，这两个转子元件中的一个静态地固定在其位置中并且另外的转子元件要么构造有能够手动操作的调节环节要么设计成能够与这样的调节环节连接，并且所述内转子（2、2'、2''）构造有至少三个径向上沿周缘方向布置的且在一侧与所述内转子连接的弹簧臂（3、3'、3''、3'''、3a、3b），所述弹簧臂能够分别被压入到处于所述内转子（2、2'、2''）的周面中的空隙中，其特征在于，至少一个弹簧臂（3''、3a、3b）在其自由端部处构造有卡锁器件（5、5a、5b、5a'、5b'），所述卡锁器件能脱开地形状和力配合地与在所述支承环的工作面（6）中的至少一个相对应的卡锁空隙共同作用，并且至少两个弹簧臂（3、3'、3'''）分别成对地在旋转平面之内彼此相反地布置并且在所述至少两个弹簧臂的自由端部处分别构造有制动器件（4、4'、4''），其中，所述弹簧臂（3、3'、3''、3'''、3a、3b）经由所述制动器件（4、4'、4''）和卡锁器件（5、5a、5b、5a'、5b分别在径向上力配合地作用到所述支承环的工作面（6）上。

2.根据权利要求1所述的制动卡锁单元，带有至少四个弹簧臂（3、3'、3''、3'''、3a、3b），其特征在于，至少两个弹簧臂（3a、3b）设置有卡锁器件（5a、5b）并且分别成对地在所述旋转平面之内彼此相反地布置。

3.根据权利要求2所述的制动卡锁单元，其特征在于，弹簧臂对的卡锁器件（5a、5b、5a'、5b'）分别布置在共同的径向区段中并且分别与所述卡锁空隙（7、7'、7''）同步地共同作用。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的制动卡锁单元，其特征在于，带有制动器件（4''）的弹簧臂（3'''）和/或带有卡锁器件（5a'、5b'）的弹簧臂以受压力弹簧负载的方式设计，其中，所述压力弹簧（13、13'）布置在所述内转子（2''）中并且在径向上作用到所述弹簧臂（3'''）上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制动卡锁单元，其特征在于，所述弹簧臂（3、3'、3''、3'''、3a、3b）、卡锁器件（5、5a、5b、5a'、5b'）和制动器件（4、4'、4''）与所述内转子实施为一件式的结构部件。

6.根据权利要求5所述的制动卡锁单元，其特征在于，所述内转子（2、2'、2''）和外转子（1、1'）实施为合成材料注射部件。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的制动卡锁单元，其特征在于，所述转子元件实施有共同的球支承结构。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的制动卡锁单元，其特征在于，所述转子元件构造有止挡限制部。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的制动卡锁单元，其特征在于，所述可转动运动的转子元件构造有传感磁体。