CN115697798A - 机电制动系统和相应的操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机电制动系统，其包括制动致动器(2)，该制动致动器具有动力传输装置以用于将驱动力传递到制动片，所述动力传输装置包括可旋转的轴(81)；具有锁定元件(35)的耦接装置，其中，耦接装置可以被控制为使锁定元件(35)与可旋转的轴(81)接合并阻止其旋转，或者使锁定元件(35)与可旋转的轴(81)脱离，使得可旋转的轴(81)可以旋转，其中，制动致动器(2)包括接口(31)，该接口配置为能够与锁定元件(35)连接并能够使锁定元件(35)与可旋转的轴(81)接合或脱离。

Description

机电制动系统和相应的操作方法
技术领域
本发明涉及一种机电制动系统和相应的操作方法。
背景技术
今天，电动气动制动致动器经常被用于商用车辆中。在大多数情况下，这些致动器通过气缸使用气动能源，以实现行车和驻车制动器的驱动。驻车制动器的功能是由独立于行车制动器的致动器实现的，可以独立操作。由于驻车制动致动器的弹簧设计，在没有压缩空气作为能源的情况下，也可以实现单次制动的致动。在系统失压的情况下，驻车制动室中的预紧弹簧提供足够的制动能量，使车辆停止或保持静止。当车上没有压缩空气供应时，为了使车辆可以拖动，必须释放驻车制动缸。在组合式气动制动室中，这种释放可以通过螺纹机构来实现。螺纹轴被引出制动室，操作员可以接触到。通过用普通工具转动这个轴，就可以释放制动器。
在未来，机电制动器的驱动将变得越来越普遍。这些制动器也必须能够从外部释放。在发生故障的情况下，如果制动器仍然处于作用状态，无法在正常操作过程中释放，就需要有释放制动器的可能性，以使车辆可以拖动。由于机电致动器的复杂性，有必要为紧急制动释放提供一个新的解决方案。
发明内容
本申请的目的是提供一种带有制动释放工具的机电制动系统以及允许机电制动器从外部释放的相应方法。
该目的通过包括权利要求1的特征的制动系统和包括权利要求11的特征的方法实现。
根据本发明，提供了一种具有外部制动释放功能的盘式制动器的驻车制动机构。根据一个方面，该制动系统包括：制动致动器，该制动致动器具有动力传输装置以用于将致动力传递到制动片，所述动力传输装置包括可旋转的轴；具有锁定元件的耦接装置，其中，耦接装置可以被控制为使锁定元件与可旋转的轴接合并阻止其旋转，或者使锁定元件与可旋转的轴脱离而使得可旋转的轴可以旋转，其中，制动致动器包括被配置为与锁定元件连接并使锁定元件与可旋转的轴接合或脱离的接口。
释放锁定元件是在用工具元件释放制动器之前的先决条件，因为当制动致动器和可旋转的轴被锁定元件锁定时，它们不能被转动。在制动系统中，锁定元件在驻车制动状态下通过弹簧机构或其它手段、例如永久磁铁紧贴可旋转的轴。此外或替代性地，可以提供弹簧机构，将锁定元件推或拉到相反的方向，并协助接口释放锁定元件。
为了释放制动器，工具元件、可以是扳手被布置在制动系统的制动致动器中，以便它与可旋转的轴接合，并且一旦锁定元件脱离或从可旋转的轴释放，可以用来手动移动制动致动器并释放或夹紧制动器。这使得即使在车辆不运行时，也可以从外部释放和激活制动系统。
盘式制动器的驻车制动机构特别适用于重型车辆，并且特别适用于机电制动(EMB)系统的驻车制动器。
根据一个实施例，接口包括接口构件，该接口构件配置为被拉或被推以使锁定元件与可旋转的轴脱离。因此，作为替代方案，可以提供拉动式接口，其中，接口的接口构件配置为被拉动以使锁定元件从可旋转的轴脱离，或者提供推动式接口，其中，接口构件配置为被推动以使锁定元件从可旋转的轴脱离。拉或推可以通过机械杆或电动工具、例如致动器或电磁线圈来实现。
根据一个实施例，接口包括密封连接结构，可通过该密封连接结构接触到接口构件。特别是，该密封连接结构可以是防水的。此外，密封连接结构可以配置成只有用特殊的工具才能接触到。
根据另一个实施例，可旋转的轴包括盘形的旋转构件。该旋转构件可以设置在可旋转的轴的端部。
根据一个实施例，耦接装置包括弹簧机构，用于将锁定元件移动到与旋转构件的侧面之一相接合的位置。该弹簧机构可以包括一个或多个弹簧。在替代的制动系统中，耦接装置包括其它装置、如永久磁铁，用于将锁定元件保持在与旋转构件的侧面之一相接合的位置。此外，还可以提供弹簧机构将锁定元件推或拉到相反的方向，并协助接口释放锁定元件。
根据一个实施例，耦接装置包括双稳态离合器，该双稳态离合器包括弹簧、永久磁铁和电磁线圈。弹簧将锁定元件保持在第一位置、例如锁定元件与旋转构件接合的位置。永久磁铁将锁定元件保持在第二位置、如锁定元件与旋转构件脱离的位置。电磁线圈能够在电气操作中在这两个位置之间切换。然而，根据另一个实施例，第一和第二位置可以分别就锁定元件和旋转构件之间的接合或脱离进行互换。
根据又一个实施例，制动系统包括接收器，工具元件可以插入其中，以便工具元件与可旋转的轴接合并传递旋转到可旋转的轴。
根据一个实施例，锁定元件具有盘形，并布置在耦接装置上使得它可以向旋转构件移动，并且它的侧面之一被形成为与旋转构件的侧面之一接合以阻止其旋转。锁定元件也可以被移动为以便其侧面之一与旋转构件的所述侧面之一脱离，而使其旋转。
锁定元件和可旋转的轴的旋转构件可以布置为可释放的耦接，其中锁定是借助于机构通过锁定元件和旋转构件的两个相对表面之间的接合实现的，该机构将锁定元件压向旋转构件以实现驻车制动状态。该机构可以是带有一个或多个弹簧的弹簧机构，也可以是一些其它工具、例如永久磁铁。该机构也可以有另一种布置，其中锁定元件或旋转构件中的一个被拉向相应的另一个以实现驻车制动状态。制动系统可以包括在常规操作中使锁定元件相对于旋转构件移动的装置、例如电磁致动器。
根据一个实施例，锁定元件具有盘形，具有一个或多个凹槽或开口，允许接合接口构件以移动锁定元件。该接口构件可以是杠杆或叉状元件。
根据一个实施例，锁定元件、可旋转的轴和旋转构件相对于它们的对称轴同轴布置。
根据一个实施例，动力传输装置是电驱动的，并引起可旋转的轴的旋转运动。电动马达可以作为致动器使用。
根据一个实施例，耦接装置和锁定装置被布置在电磁驻车制动锁定机构中以用于锁定制动致动器。
根据本发明还提供了一种释放机电制动器的方法。该方法包括以下行为或步骤：使用制动致动器的接口将接口构件插入制动致动器的锁定元件中，该锁定元件锁定制动致动器的运动；通过接口构件将锁定元件从制动致动器的可旋转的轴上脱离；以及移动或转动工具元件以将动力传递到可旋转的轴以释放制动器。
替代地或另外地，该方法可以包括以下步骤：将工具元件插入机电制动器的制动致动器，以便工具元件与制动致动器的可旋转的轴接合，以及移动工具元件以向制动致动器的可旋转的轴传递扭矩，以转动可旋转的轴并锁定制动器，控制接口以使锁定元件与制动致动器的可旋转的轴接合，以便锁定元件将制动致动器和可旋转的轴的运动锁定在锁定制动的状态。
根据一个实施例，该方法包括在将锁定元件与可旋转的轴脱离之前，转动工具元件以释放由可旋转的轴在锁定制动状态施加到锁定元件的扭矩的步骤。
该方法还可以包括移动锁定元件以与可旋转的轴接合的动作。该动作可以作为驻车休息操作的一部分，在使用上述用于使锁定元件与可旋转的轴脱离的工具元件之前进行，但也可以在这些动作之后进行，例如当车辆已经被拖走并且需要被安全地停放时。锁定元件与可旋转的轴接合的保持可以由磁铁、特别是耦接装置的永久磁铁或由保持锁定元件与可旋转的轴接合的弹簧机构来完成。
该方法可以包括其它的步骤和如上所述的制动系统的特征。该方法可以用于具有电磁驻车制动锁的机电制动器，其中首先释放诸如耦接器的电磁锁，然后使用工具元件轻轻地释放制动预紧。制动器的外部操作可以作为上述一个或多个释放步骤的组合来进行。
附图说明
本发明的其它特点、特征和优点将产生于参考附图的以下实施例的描述，其中，
图1示出了根据一个实施例的具有拉动式释放接口的机电制动系统的示意图；
图2示出了根据图1所示实施例的机电制动系统的耦接组件；
图3示出了根据另一个实施例的具有推动式释放接口的机电制动系统的示意图；以及
图4示出了根据图3所示的实施例的机电制动系统的耦接组件。
根据本发明的机电制动系统的实施例将在下文中参照附图进行描述。
具体实施方式
在图1中示出了机电制动系统，它包括制动卡钳1和制动致动器2，该制动致动器2与制动卡钳1相连，并包括力传递机构，该力传递机构包括轴组件8和通过推式或推拉式接头9与轴组件8连接的杆组件。杆组件通过与杆组件的杆7连接的推力机构10将来自电动机4、如电动马达的致动力传递到一个或多个刹车片10b。制动致动器2构造为：由与可旋转的轴 81连接的电机4产生的致动力通过轴组件8的平移元件82经由旋转平移转换机构作为平移力传递到杆7，杆7通过围绕杆7端部的固定点旋转将该力传递到一个或多个制动片10b，该制动片在制动操作中可以接触制动盘10c。制动致动器2还包括电磁耦接器或离合器组件3。
轴组件8的可旋转的轴81延伸过整个制动致动器2，并通过电磁离合器单元3作用到致动器壳体之外。轴组件8的可旋转的轴81可以设计成单个部件81，也可以设计成两个独立的部件81、84，在这种情况下，第二部件84被旋转地固定到第一部件81。在这种情况下，轴组件8的可旋转的轴 81的第二部件84可以是离合器组件3的一个必要部分。
在图2中更详细地示出的离合器组件3具有旋转构件36，其与轴组件 8的可旋转的轴81连接。离合器组件3还包括内部带有电磁致动器的耦接体34和可由电磁致动器移动的锁定元件35。离合器组件3包括双稳态离合器，它包括一个或多个弹簧、永久磁铁和电磁铁(未示出)。弹簧将锁定元件35保持在第一位置、例如锁定元件35与可旋转的轴81的旋转构件36 相接合的位置。永久磁铁将锁定元件35保持在第二位置、例如锁定元件35 与旋转构件36脱离的位置。耦接体34包括电磁铁，能够在电气操作中在两个位置之间切换。这只是离合器组件的一个例子。可以用另一种耦接机构来代替。特别是，可以提供一种离合器组件，其中一个或多个弹簧和永久磁铁的功能相互转换，使得永久磁铁将锁定元件35保持在第一位置，其中锁定元件35与旋转构件36接合，而一个或多个弹簧将锁定元件35保持在第二位置，其中锁定元件35与旋转构件36脱离。
在锁定位置，耦接体34迫使锁定元件35与可旋转的轴81的旋转构件 36接触。在接触位置，旋转构件36和锁定元件35以及旋转构件36和耦接体34是防扭的。通过这种方式，如果在制动致动器2对一个或多个制动片 10b施加夹紧力之后，锁定元件35被激活，耦接器3则可以将可旋转的轴 81固定在一个位置上并提供恒定的制动力。
为了从外部释放驻车制动器，在致动器壳体的端部提供了接口31。该接口31是密封的、优选防水的，并且包括接口构件32，例如只有用特殊工具才能接触到的释放元件33。图2示出了拉动式的释放接口31，其中接口构件配置或布置为借助与锁定元件35接触的叉状释放元件33被拉动以将锁定元件35从旋转构件36上分离。叉状释放元件33与锁定元件35中的凹槽或开口接合，并且可以通过致动器以机械或磁力方式拉动。
为了顺利地释放制动器，可旋转的轴81可以借助于扳手(未示出)来保持，该扳手与可旋转的轴81或与其连接的旋转构件36接合。在锁定元件35从可旋转的轴81上脱离后，可以通过用扳手旋转可旋转的轴81来释放预紧的制动器。
在图3所示的实施例中，提供了推动式释放接口31，其中接口构件32 配置成借助与锁定元件35接触的杠杆状释放元件33可被推动以将离合器组件3的锁定元件35从旋转构件36上分离。图4更详细地示出了带有推动式释放接口31的离合器组件3。除了推动式释放接口31，图3和图4中所示的机电制动器与图1和图2中所示的机电制动器相对应。整个图中使用相同或相应的参考数字。
可以在图中所示的实施例中提供各种修改而不脱离开本发明的范围。
附图标记列表
1 刹车卡钳
2 制动致动器
3 电磁耦合器组件
4 电动马达
7 杆组件
8 轴组件
9 接头
10 推动机构
10b 刹车片
10c 制动盘
31 接口
32 接口构件
33 释放元件
34 耦接体
35 耦接器运动元件
36 旋转构件
81 可旋转的轴
82 平移元件。

Claims (12)

1.一种机电制动系统，包括：
制动致动器(2)，其具有动力传输装置以用于将致动力传递到制动片，所述动力传输装置包括可旋转的轴(81)；
具有锁定元件(35)的耦接装置，其中，所述耦接装置能够被控制为使所述锁定元件(35)与所述可旋转的轴(81)接合并阻止其旋转，或者使所述锁定元件(35)与所述可旋转的轴(81)脱离而使得所述可旋转的轴(81)能够旋转，其中，所述制动致动器(2)包括接口(31)，所述接口配置为能够与所述锁定元件(35)连接并能够使所述锁定元件(35)与所述可旋转的轴(81)接合或脱离。
2.根据权利要求1所述的制动系统，其中，所述接口(31)包括接口构件(32)，所述接口构件配置为被拉或被推以使所述锁定元件与所述可旋转的轴(81)脱离。
3.根据权利要求2所述的制动系统，其中，所述接口(31)包括密封连接结构，能够通过所述密封连接结构接触到所述接口构件(32)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制动系统，其中，所述可旋转的轴(81)包括盘形的旋转构件(36)。
5.根据权利要求4所述的制动系统，其中，所述耦接装置包括弹簧以用于将所述锁定元件(35)移动到与所述旋转构件(36)的侧面之一接合的位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制动系统，其中，所述制动系统还包括第一接收器，工具元件能够插入所述第一接收器，以便使所述工具元件与所述可旋转的轴(81)接合并传递旋转到所述可旋转的轴(81)。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的制动系统，其中，所述锁定元件(35)具有盘的形状并被布置在所述耦接装置上，以便所述锁定元件能够移动为使其侧面之一与所述旋转构件(36)的侧面之一接合以阻止所述旋转构件旋转，并能够从所述旋转构件(36)的所述侧面之一脱离以允许其旋转。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的制动系统，其中，所述锁定元件(35)具有盘形，其具有一个或多个凹槽或开口，以允许接合接口构件。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的制动系统，其中，所述动力传输装置是电驱动的，并引起所述可旋转的轴(81)的旋转运动。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的制动系统，其中，所述耦接装置布置在电磁驻车制动锁止机构中以用于锁定所述制动致动器。
11.一种释放机电制动器的方法，包括
使用制动致动器(2)的接口，将接口构件(32)插入所述制动致动器的锁定元件(35)，所述锁定元件(35)锁定所述制动致动器的运动；
通过所述接口构件(32)使所述锁定元件(35)脱离所述制动致动器的可旋转的轴(81)；以及
移动工具元件(31)，将动力传递到所述可旋转的轴(81)，以释放制动器。
12.根据权利要求11的方法，其中，所述方法还包括在将所述锁定元件(35)与所述可旋转的轴(81)脱离之前，转动所述工具元件(31)以释放由所述可旋转的轴(81)在锁定制动状态施加到所述锁定元件(35)的扭矩。
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