CN108883757A - 用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统及其停车制动器 - Google Patents

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Abstract

一种用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统(4)，包括：‑本体(12)，该本体容置电机装置(16)；‑连杆(20)，该连杆适合于沿着致动方向(X‑X)与第一端部(24)对应地致动鼓式制动器的致动构件(28)；‑传动装置(44)，该传动装置将电机装置(16)可操作地连接到连杆(20)的第二端部(48)，‑其中，连杆(20)的第二端部(48)与第一螺杆(52)一体地进行平移，该第一螺杆带有具有第一螺距(PI)的第一螺纹(56)，‑其中，所述第一螺杆(52)通过第一螺纹(56)接合在第二螺杆(60)中，‑第二螺杆(60)包括具有第二螺距(P2)的第二螺纹(64)，该第二螺杆通过该第二螺纹又接合在与本体(12)成一体的螺母(68)中，第二螺纹(64)与第一螺纹(56)相反，‑第二螺杆(60)被所述传动装置(44)旋转地致动。

Description

用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统及其停车制动器
技术领域
本发明涉及用于停车(park，泊车)制动器的缆索牵拉式致动系统，并且涉及包括所述致动系统的相关的停车制动器。
背景技术
特别地，用于车辆的停车制动器通常是鼓式制动器，一般被称为“DIH”，即盘带鼓(drum-in-hat，罩鼓)，鼓式制动器包括与轮毂一体地进行旋转的钟状物以及适合于在该钟状物上施加制动作用的一对夹紧卡爪。卡爪涂覆有摩擦材料并且能够移动，例如，通过关于铰接点旋转旋转从锁定或停车构造移动到释放构造，在该锁定或停车构造中卡爪邻接抵靠所述钟状物，在该释放构造中卡爪不与所述钟状物交界，因此是自由旋转的。卡爪的致动由缆索或其他连杆执行，例如，由棒或链条等等执行，一旦开始被牵引，该缆索或其他连杆就会移动卡爪，例如依靠杠杆移动卡爪。
为了确保盘式钟状物上卡爪的打开以及随后车辆的停车，有必要给连接到所述杠杆的缆索提供牵引拉伸力。
该缆索牵引功能能够由电气地受控的致动系统执行。
用于DIH的已知的缆索牵拉式系统具有相对长的时间进行锁定/释放步骤，本质上是由于下述事实：由于卡爪的磨损，卡爪自身与DIH的钟状物之间的距离会随着时间大大地增加。
因此，随着增加的磨损，获得与车轮的同样的制动锁定效果卡爪必须行进的冲程增加。
停车系统致动时间的增加经常被用户觉得是不可接受的，用户需要具备给予他们更好的感受的致动系统。换句话说，用户想要更迅速和更灵敏的停车系统以便避免不必要的等待时间。
发明内容
到目前为止，在旨在减少停车系统的总体尺寸和/或相关成本的本领域中，已经采用了各种方案，但是已知的方案都不能解决广泛使用在商用车辆上的鼓式停车制动器(DIH)的致动时间的过度延长的技术问题。
因此，需要解决参考现有技术所提及的缺点和限制。
通过根据权利要求1所述的一种用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统满足这种需要。
特别地，通过一种用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统满足这种需要，该系统包括：
-本体，该本体容置有电机装置，
-连杆，该连杆适合于沿着致动方向X-X与第一端部对应地致动鼓式制动器的致动构件，
-传动装置，该传动装置将电机装置可操作地连接到连杆的第二端部，
-其中，连杆的第二端部与第一螺杆一体地进行平移，该第一螺杆带有具有第一螺距的第一螺纹，
-其中，所述第一螺杆通过第一螺纹接合在第二螺杆中，
-第二螺杆包括具有第二螺距的第二螺纹，该第二螺杆通过该第二螺纹又接合在与本体成一体的螺母中，第二螺纹与第一螺纹相反，
-第二螺杆被所述传动装置旋转地致动，
其中，第二螺杆利用棱柱状耦接件接合至传动装置的输出齿轮，以便在与传动装置保持机械连接的同时关于致动方向X-X旋转平移。
根据可能的实施方式，与第二螺杆啮合的输出齿轮关于与所述致动方向平行的轴向方向被约束于本体。
根据可能的实施方式，所述第一和第二螺纹是不可逆的。
根据可能的实施方式，所述传动装置被构造以便作为一整体实现不可逆类型的运动传动。
根据可能的实施方式，螺杆的第一和第二螺距在1mm到5mm之间。
根据可能的实施方式，所述第一和第二螺杆中的至少一个的螺纹设置有两个或更多个螺旋线。
根据可能的实施方式，第一螺杆包括与本体连接的第一棱柱状连接件，以便迫使第一螺杆关于第二螺杆平行于所述致动方向X-X在轴向上平移，而不能关于本体旋转。
根据可能的实施方式，第一和第二螺杆彼此同轴并且与连杆的所述致动方向X-X同轴。
根据可能的实施方式，第一螺杆至少部分地容置在第二螺杆内部，所述第一和第二螺杆是中空的以便使连杆穿过。
根据可能的实施方式，第二螺杆的第二螺纹在轴向上被布置位于关于连杆的第二端部的相反侧。
根据可能的实施方式，第一螺杆包括固定头，该固定头关于连杆的致动方向锁定连杆的创建底切部的第二端部沿着轴向方向的平移，其中，固定头被布置成与第二螺纹在轴向上相反、在第二螺杆的外部。
根据可能的实施方式，固定头设置有弹性装置，该弹性装置的压缩受连杆的牵引作用影响。
根据可能的实施方式，传动装置包括至少两级的行星齿轮系。
根据可能的实施方式，传动装置包括同轴地键固至电机装置的蜗杆螺杆，该蜗杆螺杆与齿冠部啮合，该齿冠部用作传动装置的输出齿轮，其中，电机装置的旋转轴线和第一螺杆的致动轴线彼此垂直。
根据可能的实施方式，提供了一种停车制动器，包括如上所述的缆索牵拉式致动系统，并且还包括鼓式制动器，该鼓式制动器设置有旋转的钟状物和至少一个卡爪，该至少一个卡爪设置有摩擦涂层，该至少一个卡爪适合于在被致动时在钟状物上施加制动作用，其中，卡爪设置有致动构件，并且其中，连杆的第一端部连接到所述致动构件。
附图说明
根据以下对本发明的优选的非限制性实施方式的描述，本发明的其他特征和优点将更加清晰地呈现，其中：
图1示出了根据本发明的处于装配构造的用于停车制动器的缆索牵拉式系统的立体图；
图2示出了图1中的用于停车制动器的缆索牵拉式系统的分解图；
图3示出了图1中的用于停车制动器的缆索牵拉式系统处于装配构造时的部分截面图；
图4示出了图1中的用于停车制动器的缆索牵拉式系统处于装配构造时的截面图；
图5示出了图1中的用于停车制动器的缆索牵拉式系统沿着图4中的截面平面V-V的截面图；
图6示出了图1中的用于停车制动器的缆索牵拉式系统沿着图4中的截面平面VI-VI的截面图；
图7至图8示出了图1中的用于停车制动器的缆索牵拉式系统分别处于静止构造和应用停车力的构造时的的立体的部分截面图；
图9a至图9b示出了可连接到根据本发明的用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统的鼓式制动器的立体截面图，
图10示出了根据本发明的其他实施方式的用于停车制动器的缆索牵拉式系统的立体截面图。
在下文中所描述的实施方式之间的共同的元件或元件的部件以相同的附图标记表示。
具体实施方式
参考以上附图，附图标记4整体地指示用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统，包括容置有电机装置16的本体12。
为了本发明的目的，本体12的大小和材料不被限定。此外，电机装置优选地但不唯一地是电动机。例如，使用了直流的电刷电机。
系统4包括连杆20，该连杆适合于沿着致动方向X-X与第一端部24对应地致动鼓式制动器32和/或停车制动器的致动构件28。
应当注意，所述致动方向X-X在空间中不一定是固定的，但是相反地可以假设，在停车制动器的运行期间，连杆可以是横向的并且因此致动方向可以改变其在空间中的定向。
连杆20可以包括缆索或杆。
鼓式制动器32的致动构件28例如包括杠杆34，该杠杆适于作用在设置有摩擦涂层38的至少一个卡爪36、通常是两个卡爪36上。
鼓式制动器32设置有旋转的钟状物40、设置有摩擦涂层38的至少一个卡爪36，该至少一个卡爪适于在被致动时在钟状物40上施加制动作用。
卡爪36可以例如被铰接以便具有旋转的致动运动，或者该卡爪也可以安装在滑动件上以便依靠所述致动构件28来抵靠钟状物40平移。
连杆20的第一端部24连接到所述致动构件28，以便允许所述卡爪36的移动。
系统4包括传动装置44，该传动装置将电机装置16可操作地连接到连杆20的第二端部48。
第二端部48在轴向上沿着所述致动方向X-X与第一端部24相反。
第二端部48与带有第一螺纹的第一螺杆52一体地进行平移，该第一螺纹具有第一螺距P1。
第一螺杆52通过第一螺纹56又接合在带有第二螺纹64的第二螺杆60中，该第二螺纹具有第二螺距P2。
第二螺杆60通过第二螺纹64又接合在与本体12成一体的螺母68中。
有利地，第二螺纹64与第一螺纹56相反。
第二螺杆60被所述传动装置44旋转地致动，以便通过电机装置16移动连杆20，如在下文中被更好地描述的。
所述第一和第二螺纹56、64是不可逆的：以该方式，在致动该电机装置并移动螺杆以及与螺杆一起移动连杆20之后，螺杆由于各自螺距的不可逆性甚至在电机装置16的致动作用结束时仍停留在原位，特别地确保了卡爪36的锁定。
根据可能的实施方式，传动装置44被构造以便作为一整体实现不可逆类型的运动传动。
优选地，第一和第二螺杆52、60的第一和第二螺距P1、P2在1mm至5mm之间。
根据可能的实施方式，所述第一和第二螺杆52、60中的至少一个的螺纹56、64设置有两个或更多个螺旋线。
第一螺杆52包括与本体12连接的第一棱柱状连接件72，以便使第一螺杆52关于第二螺杆60轴向地即平行于致动方向X-X平移，而不能关于本体和关于同一致动方向X-X旋转。
例如，第一棱柱状连接件72包括耦接到凹槽74的键73，该凹槽用作抗围绕致动方向X-X的旋转，同时允许平行于所述致动方向X-X的平移。
优选地，第一和第二螺杆52、60彼此同轴并且与连杆20的所述致动方向X-X同轴。
此外，第二螺杆60利用第二棱柱状耦接件78接合至传动装置44的输出齿轮80，以便在与传动装置44保持机械连接的同时关于该致动方向X-X旋转平移。
与第二螺杆60啮合的所述输出齿轮80又被轴向地约束于本体12。
所述输出齿轮80在一侧上被本体12上的位于电机装置16的一侧上的抵接件81轴向地锁定，并且该输出齿轮在另一侧上被位于致动系统4的固定侧83上的套管82、例如共同模制在本体12中的套管锁定。
根据实施方式，输出齿轮80自身插入套管82中，由此促进该输出齿轮的旋转。
优选地，第一螺杆52被至少部分地容置在第二螺杆60内部，所述第一和第二螺杆52、60为中空的以便使连杆20穿过。
优选地，第二螺杆60的第二螺纹64被布置成在轴向上位于关于连杆20的第二端部48的相反侧。
根据实施方式，第一螺杆52包括固定头84，该固定头关于连杆20的致动方向S锁定连杆20的创建底切部86的第二端部48沿着轴向方向X-X的平移。
例如，固定头84在轴向上布置在与第二螺纹64相反的一侧，在第二螺杆60的外部。换句话说，优选地，固定头84没有被容纳在第二螺杆60内。
根据实施方式，固定头84设置有弹性装置88，该弹性装置压缩受连杆20的牵引作用影响。
例如，所述弹性装置88包括盘形弹簧90。当然，根据所要求的弹性特征和尺寸，其他类型的弹簧可以用作弹性装置88。
弹性装置88诸如一组(packet，扎)盘形弹簧90的存在用于防止在鼓式制动器的钟状物40的可能的冷却之后在第一螺杆52和第二螺杆60上的过载，这引起连杆20关于机构的牵引移动。
如所见到的，传动装置44将电机装置16连接到连杆20的第二端部48。根据可能的实施方式，传动装置44包括至少两级的行星齿轮系92。所述至少两级的行星齿轮系92与电机装置16之间的连接例如依靠副齿轮91产生，该副齿轮与电机装置16的驱动轴一体地进行旋转。
例如，后者是具有固定的外部冠部94的至少两级的行星齿轮系92。该齿轮系以已知的方式还包括第一级卫星齿轮(satellite，附属物)95和两个卫星齿轮支架96、98。
例如，第一级卫星齿轮95与所述副齿轮91啮合。
也提供了第二级卫星齿轮97。
固定的外部冠部94与卫星齿轮95和卫星齿轮支架96、98一起形成了插入本体12的专用座部100中的匣盒(cartridge，管壳)99。
特别地，提供了平行于所述致动方向X-X的、相互同轴地布置的第一级卫星齿轮支架96和第二级卫星齿轮支架98。
匣盒99被锁定而不能轴向平移和旋转，例如通过以180°放置、自身又接合在本体中的两个齿部101。
行星齿轮系92由中心销102引导，该中心销例如共同模制在本体12中。
根据可能的实施方式，另外的普通减速级包括与较大直径的输出齿轮80接合的处于来自行星齿轮系的输出的轮103，以便获得第三减速级。
优选地，在涉及行星齿轮系的使用的实施方式中，传动装置44被布置使得运动输入轴线即电机装置16的旋转轴线与运动输出轴线即第一螺杆52的致动轴线X-X彼此平行。以该方式，电机装置16被布置成平行于连杆20和致动方向X-X。
根据另外的实施方式，传动装置44使用各种类型的齿轮和齿轮系，也有普通的和非行星的。换句话说，不论级数，对行星系的使用仅是本发明的可能的、非限制性的实施方式。
根据另外的可能的实施方式，所述传动装置44包括同轴地键固至电机装置16的蜗杆螺杆，该蜗杆螺杆与用作输出齿轮80的齿冠部112啮合。优选地，传动装置44被布置使得运动输入轴线即电机装置16的旋转轴线与运动输出轴线即第一螺杆52的致动轴线X-X彼此垂直。
以该方式，电机装置16被布置成垂直于连杆20和致动方向X-X。
根据另外的实施方式，传动装置44被布置成使得运动输入轴线即电机装置16的旋转轴线与运动输出轴线即第一螺杆52的致动轴线X-X根据彼此不垂直的方向被布置。
例如，电机装置16的轴线与第一螺杆52的致动轴线X-X之间的角度可以根据蜗杆螺杆110和输出齿轮112、80的齿部如何定向来以任意值进行构造，甚至是垂直地进行构造。
系统4的液压密封通过O形环104并通过本体12的至少两个部件之间的焊接来确保，该至少两个部件允许将容纳传动装置44的齿轮的内部区域与外部隔离。
夹压到连杆20并固定到本体12的凸缘106的防尘密封件105允许获得第二密封。
优选地由钢或其他材料制成的凸缘106直接地连接到轮侧面，该轮侧面例如通过两个固定螺杆108紧固。
当然，所采用的固定螺杆108的数目是不相关的并且可以改变。
凸缘106到鼓式制动器32的固定的结构部件的固定或者到轮毂承载件的固定允许减轻用于应用制动的必要的拉伸力。
在连杆20的第一端部24处，存在用于连接到车辆制动器的夹压端子109。当然，夹压仅是端子109的一种可能的固定手段。
现在将对根据本发明的用于停车制动器的缆索牵拉式系统的操作进行描述。
图7示出了处于初始的释放构造的系统。根据该构造，用户可能需要通过依靠电机装置16在相应的鼓式停车制动器上作用以致动车辆的停车，从而阻挡车辆的一个或多个轮。
特别地，当电机装置16通过传动装置44的运动链使输出齿轮80旋转时，输出齿轮80使第二螺杆60旋转并且该第二螺杆关于螺母68即关于凸缘106旋出，从而沿着致动方向X-X轴向地移动并且承载用作牵引螺杆的第一螺杆52。第一螺杆52——具有在与第二螺杆60的第二螺纹64相反的方向上的第一螺纹56并且被旋转地锁定——又被第二螺杆60旋出，从而将由于旋出的该平移移动添加到由第二螺杆60利用螺母68或凸缘106所产生的移动。
该系统允许在输出齿轮80的每一次转动处具有连杆20的平移，该平移等于第一和第二螺杆52、60的螺距P1、P2的总和。第一和第二螺杆52、60的螺距P1、P2被选择以优化牵引速度和系统效率，而且确保自锁定效果，这确保了制动器的停车。螺杆的自锁定由于下述事实获得：第一和第二螺纹是不可逆的，所述不可逆性被链接到第一和第二螺距P1、P2，以及被链接到相对直径。
停车构造被示出在例如图8中，该图示出了连杆20、特别是该连杆的在图中的前景中的第二端部48已经行进的轴向冲程路径。
如根据以上描述所能见到的，根据本发明的用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统允许克服现有技术的缺点。
特别地，用于停车制动器的缆索牵拉式系统解决了致动速度的问题，确保了从系统被启动的时刻开始更少的等待时间，其结果是使驾驶者更舒适。
本发明是具体地专用于单致动缆索的致动的一种系统，对于所使用的电动机的同一速度，通过发挥与已知方案相比的机制，仅作用在一个轮侧面上，允许设备的致动速度的实质上加倍。
事实上，对于齿轮的每一次转动，本发明允许使牵引元件的平移等于螺杆螺距的总和。螺杆自身的螺距被选择以优化牵引速度和系统效率，同时确保自锁定效果，即螺纹连接的不可逆性，这又确保了致动器的停车，甚至是在关闭电机装置之后。
本领域技术人员可以对以上所描述的用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统做出若干改变和调整，以便满足具体的和偶然的需要，所有这些改变和调整都落入所附权利要求中限定的保护范围内。

Claims (15)

1.一种用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统(4)，包括：
-本体(12)，所述本体容置有电机装置(16)，
-连杆(20)，所述连杆适合于沿着致动方向(X-X)与第一端部(24)对应地致动鼓式制动器和/或停车制动器的致动构件(28)，
-传动装置(44)，所述传动装置将所述电机装置(16)可操作地连接到所述连杆(20)的第二端部(48)，
-其中，所述连杆(20)的所述第二端部(48)与第一螺杆(52)一体地进行平移，所述第一螺杆带有具有第一螺距(P1)的第一螺纹(56)，
-其中，所述第一螺杆(52)通过所述第一螺纹(56)接合在第二螺杆(60)中，
-所述第二螺杆(60)包括具有第二螺距(P2)的第二螺纹(64)，所述第二螺杆通过所述第二螺纹又接合在与所述本体(12)成一体的螺母(68)中，所述第二螺纹(64)与所述第一螺纹(56)相反，
-所述第二螺杆(60)被所述传动装置(44)旋转地致动，
其中，所述第二螺杆(60)利用第二棱柱状耦接件(78)接合至所述传动装置(44)的输出齿轮(80)，以便在与所述传动装置(44)保持机械连接的同时关于所述致动方向(X-X)旋转平移。
2.根据权利要求1所述的用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统(4)，其中，与所述第二螺杆(60)啮合的所述输出齿轮(80)关于与所述致动方向(X-X)平行的轴向方向被约束于所述本体(12)。
3.根据权利要求1或2所述的用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统(4)，其中，所述第一和第二螺纹(56，64)是不可逆的。
4.根据权利要求1、2或3所述的用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统(4)，其中，所述传动装置(44)被构造成作为整体实现不可逆类型的运动传动。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统(4)，其中，所述第一和第二螺杆(52，56)各自的第一和第二螺距(P1，P2)包括在1mm至5mm之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统(4)，其中，所述第一和第二螺杆(52，60)中的至少一个的螺纹(56，64)设置有两个或更多个螺旋线。
7.根据前述权利要求中任一项所述的用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统(4)，其中，所述第一螺杆(52)包括与所述本体(12)连接的第一棱柱状连接件(72)，以便迫使所述第一螺杆(52)关于所述第二螺杆(60)平行于所述致动方向(X-X)在轴向上平移，而不能关于所述本体(12)旋转。
8.根据前述权利要求中任一项所述的用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统(4)，其中，所述第一和第二螺杆(52，60)彼此同轴并且与所述连杆(20)的所述致动方向(X-X)同轴。
9.根据前述权利要求中任一项所述的用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统(4)，其中，所述第一螺杆(52)至少部分地容置在所述第二螺杆(60)内部，所述第一和第二螺杆(52，60)是中空的以便使所述连杆(20)穿过。
10.根据前述权利要求中任一项所述的用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统(4)，其中，所述第二螺杆(60)的第二螺杆螺纹(64)被布置成在轴向上位于关于所述连杆(20)的所述第二端部(48)的相反侧。
11.根据前述权利要求中任一项所述的用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统(4)，其中，所述第一螺杆(52)包括固定头(84)，所述固定头关于所述连杆(20)的致动方向(S)锁定所述连杆(20)的创建底切部(86)的所述第二端部(48)沿着轴向致动方向(X-X)的平移，其中，所述固定头(84)被布置成与所述第二螺纹(64)在轴向上相反、在所述第二螺杆(60)的外部。
12.根据权利要求11所述的用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统(4)，其中，所述固定头(84)设置有弹性装置(88)，该弹性装置的压缩受所述连杆(20)的牵引作用影响。
13.根据前述权利要求中任一项所述的用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统(4)，其中，所述传动装置(44)包括至少两级的行星齿轮系(92)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的用于停车制动器的缆索牵拉式致动系统(4)，其中，所述传动装置(44)包括同轴地键固至所述电机装置(16)的蜗杆螺杆(110)，所述蜗杆螺杆与齿冠部(112)啮合，该齿冠部用作所述传动装置(44)的输出齿轮(80)，其中，所述电机装置(16)的旋转轴线和所述第一螺杆(52)的致动轴线(X-X)彼此垂直。
15.一种停车制动器，包括根据权利要求1至14中任一项所述的缆索牵拉式致动系统(4)，并且还包括鼓式制动器(32)，所述鼓式制动器设置有旋转的钟状物(40)和至少一个卡爪(36)，该卡爪设置有摩擦涂层(38)，所述至少一个卡爪适合于在被致动时在所述钟状物(40)上施加制动作用，其中，所述卡爪(36)设置有致动构件(28)，并且其中，所述连杆(20)的所述第一端部(24)连接到所述致动构件(28)。
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