CN1633373A - 用于停车制动器的操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的操作机构(1)，用于操作停车制动器，所述操作机构使用马达单元(10、20)以及偏心组件(30、40)，所述偏心组件利用偏心原理将马达单元(10、20)的旋转运动转化成直线运动；其中，至少一个制动缆线(70)被张紧或被放松，以操作所述至少一个停车制动器。

Description

用于停车制动器的操作机构

技术领域

本发明涉及用于操作停车制动器的操作机构，尤其涉及用于操作优选被电动机驱动的机动车的停车制动器的操作机构。

背景技术

现有技术提供了停车制动器和手制动器的不同方案。通常，用于机动车的停车制动器作用于车辆的后轮胎，并且通过铠装缆线而被驱动。制动器可以被手柄或脚踏板操作。由于停车制动器的操作部分地需要较大的力，因此尤其对于年纪较大的驾驶者，就不能按照需要进行操作。因此，一方面，由于车辆可能在停放时慢慢移开，因此会产生安全方面的危险；另一方面，使用停车制动器不舒适。为了减少这种力，并且为了提供舒适的停车制动器操作，例如由电动机代替手动来进行驱动的停车制动器在现有技术中已知。

由此，德国198 18 339 C1公开了一种制动系统，其中制动器被电动机驱动的缆线辊操作。因此，后轮胎的制动缆线组件的端部连接至缆线辊的外周的相对侧。在缆线辊的旋转过程中，两个制动缆线同时以相等的距离卷到缆线辊上，从而后轮胎一致地被制动。其不利之处在于，为了保证制动器的一致操作而调整制动缆线长度的费用较大。此外，因为使用期间制动缆线的失调，因此它们必须被定期地检查和调整。

在WO 98/56633中描述了另一种用于客车的电动停车制动系统。该文献公开了一种用于客车停车制动器的操作机构，其致动机构包括由马达提供动力的驱动器，例如电动机，用于张紧和放松车辆的制动系统的制动缆线。操作机构包括用于制动缆线的致动器，可由驱动器调整，所述制动缆线涉及力测量机构。

根据德国197 55 933，已知一种用于机动车停车制动器的操作机构，致动器包括由马达供以动力的驱动器，用于张紧和放松车辆的制动系统的制动缆线组件。驱动器与可围绕纵轴线旋转并且相对于纵轴线不可移位的元件连接。所述元件与可移动地沿纵轴线方向设置的伸缩式组件连接，其中伸缩式组件的轴线长度可根据所述元件的旋转方向而增加或减少。伸缩式组件的各个轴向端部可分别直接或间接地连接至用于制动系统的一个制动器的一个制动缆线。

最后，根据德国100 43 739.7，已知一种用于机动车的停车制动器，其带有至少两个制动缆线组件，所述停车制动器包括带有连接元件的致动器，其中两个制动缆线组件在两个连接位置处连接至该连接元件。此外，设置操作机构，并且以这样的方式布置并与致动器连接：即连接位置的距离可以以受控的方式被改变，从而能实现连接位置之间的相互靠近或远离的相对运动。

该结构的不利之处在于，它包括多个造价昂贵的部件。并且，该操作机构需要定期维修。因此，该现有的操作机构在制造和维修方面的成本较高，并且由于结构复杂而占用空间。

因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于停车制动器的操作机构，该操作机构能容易地被制造，并且能保证安全和无故障操作。

发明内容

本发明通过用于操作至少一个停车制动器的操作机构来解决上述问题，尤其是对于机动车。所述操作机构经由制动缆线组件与制动器连接，并且替代手动杆制动器或脚踏板。通过使用所述操作机构，在制动缆线组件中的制动缆线被马达驱动而张紧或放松。

操作机构包括用于驱动操作机构的马达单元以及偏心组件，所述偏心组件利用偏心原理将马达单元的旋转运动转化成直线运动；其中，至少一个制动缆线被张紧或被放松，以操作至少一个停车制动器。偏心组件使用偏心原理，从而通过曲柄传动装置或凸轮传动装置将旋转运动转化成线性运动。

在根据本发明的第一优选实施例中，所述偏心组件包括连接至马达单元的凸轮以及可被凸轮移动的挺杆。

这样，根据本发明的停车制动器只包括几个部件，并且非常耐用、维修成本低。此外，操作机构能被制造得非常紧凑，因此只在车辆中或车辆上占据很小的空间。在第一实施例中，两个被连接制动器之间的力补偿通过制动缆线直接实施，其中所述制动缆线只在操作机构中偏转，而保持轴向可移动。作用在制动缆线末端上的张力被补偿。因此，相同的力作用在每个制动缆线的半个部分中，并且由此被致动的制动器具有相同的制动效果。

在另一个优选实施例中，所述挺杆布置在两个偏转辊之间。至少一个制动缆线经由偏转辊和挺杆以低摩擦运行。如果不设置偏转辊，则制动缆线在滑动面上被引导。因此，需要滑动面的润滑。

在另一优选实施例中，所述挺杆包括位于缆线引导侧的偏转辊，用于引导制动缆线并且减少挺杆与制动缆线之间的摩擦。因此，制动缆线嵌入(bedded)滚动，并且不仅仅在操作机构内使它偏转的位置处滑动。这样便于两个制动缆线半部分之间的力补偿，并且增加制动缆线的使用寿命。

根据本发明的偏心组件的另一个优选实施例，所述挺杆与第一和第二缆线保持器连接并且可沿制动缆线方向移动，其中通过挺杆的移动实现第一和第二缆线保持器的移动，以分别张紧或放松连接至缆线保持器之一的一个制动缆线半部分。缆线保持器通过柔性连接元件被连接，所述柔性元件经由挺杆而运行。在该实施例中，制动缆线被划分。第一缆线保持器与第一制动缆线半部分(first braking cable half)连接，第二缆线保持器与第二制动缆线半部分连接，以分别操作至少一个制动器。连接元件可以在挺杆的缆线引导端上滑动，这样提供两个制动缆线半部分之间所需的力补偿。本实施例的一个优点在于，两个制动缆线半部分被很直地引导而不会发生偏转。与制动缆线半部分相比，被偏转的连接元件的强度可被构造得较大，以与较大的负载对应。

在本发明的另一实施例中，所述挺杆包括在连接元件一侧的偏转辊，用于引导连接元件并且用于减小挺杆与连接元件之间的摩擦。因此，连接元件被偏转辊可滚动地引导，而不再在挺杆上滑动，从而减少在连接元件处的摩擦。

在本发明的另一个优选实施例中，所述凸轮成形为包括具有最小的挺杆位移的组装位置，以及工作范围，在所述工作范围内所述至少一个制动缆线被张紧或放松。在凸轮位于其组装位置的情况下，制动缆线在它的最放松状态下，因此它能容易地组装到制动器。

在另一个优选实施例中，在操作机构中设置力测量装置，以确定由操作机构产生的制动力，其中所述力测量装置集成在制动缆线中、集成在挺杆中或者连接至一个偏转辊。操作机构的马达单元被接收和翻译力测量装置的信号的电子设备控制。因此，能保证在停车制动器的自动张紧期间获得足够的制动效果。此外，能防止操作机构、被连接的制动缆线以及制动器的过载。

在另一个优选实施例中，所述马达单元包括马达和连接至马达的变速箱。此外，根据本发明，所述马达设置为电动机，所述变速箱设置为行星齿轮。

最后，所述操作机构还包括壳体。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的优选实施例。

图1为示出在敞开壳体中的根据本发明的操作机构；

图2示意性地示出了没有壳体的根据本发明的操作机构的一个优选实施例；

图3示意性地示出了带有敞开壳体的、根据本发明的操作机构的另一个优选实施例的俯视图。

附图标记列表

1     操作机构

10    马达

20     变速箱

30     凸轮

40     挺杆

45     挺杆的偏转辊

50     第一偏转辊

60     第二偏转辊

70     制动缆线

72     第一制动缆线半部分

74     第二制动缆线半部分

80     壳体

92     第一缆线保持器

94     第二缆线保持器

102    第一缆线保持器基座

104    第二缆线保持器基座

110    连接元件。

具体实施方式

本发明基于偏心原理的运用，张紧或放松用于操作至少一个停车制动器的至少一个制动缆线。偏心原理描述了利用曲柄传动装置或凸轮传动装置将旋转运动转变成直线运动的转换。

在曲柄传动装置中，通过以非中心的方式将圆形盘定位在回转轴上来实现这一点，其通过连杆将运动传递到元件以使元件线性移动。内燃机中的曲柄传动装置就是一个例子。在凸轮传动装置中，利用凸轮致动线性引导的挺杆，从而实现旋转到直线的转变，从其旋转轴线看去凸轮传动装置是非对称的。它例如用于内燃机的阀控制。

以下参考附图1公开根据本发明的操作机构的优选实施例。

在第一优选实施例中，停车制动器的操作机构1包括马达单元10、20以及离心组件30、40，所述组件张紧或释放至少一个制动缆线。优选的是，根据本发明，离心机构30、40被设置作为凸轮传动装置。凸轮30连接至马达单元10、20的输出轴25。凸轮30移动可移动的嵌入挺杆40，所述挺杆40在凸轮相对侧上致动制动缆线70。由此，连接至至少一个制动器的制动缆线70被张紧或放松。制动缆线70以这种方式通过两个制动缆线组件(未示出)将制动力传递至被连接的制动器。制动缆线70被挺杆40的致动张紧或放松，以一致地操作被连接的制动器。以如下方式实现被连接制动器的一致操作：即在操作机构中的制动缆线实际上被张紧和被放松，然而仍然可以通过滑动阶段和挺杆40被可移动地引导。被连接的制动器的不同操作力可通过制动缆线直接地自我补偿。

根据本发明，优选的是，操作机构1被马达单元10、20驱动。马达单元10、20包括任何所需的马达—变速箱—组合或者就只是马达。如果应该在没有变速箱的情况下实施驱动，则步进电机可例如用作将电脉冲转换成其转子的规定角位置的马达。根据本发明，优选的是，马达单元10、20包括带有被连接变速箱20的马达10。由马达10产生的旋转运动被变速箱20转换，从而使它的旋转数减少，从而使它的扭矩增加。

在第一优选实施例中，马达10是电动机。替代电动机，马达10也可以设置为液压马达或者压缩空气驱动马达。马达10驱动变速箱20，在第一实施例中优选变速箱20连接至马达10。此外，可以设想马达10和变速箱20的布置。尤其优选的是，变速箱20作成被封装的行星齿轮。因此，可以免于维修并且抗故障能力强。此外，行星齿轮具有紧凑构造，以便整个操作机构能被设置得紧凑。变速箱20设置成减速变速箱，其中变速箱20的选定减速适用于马达10。优选的是，变速箱20的减速被选择成能使马达10在优化的扭矩范围内工作。此外，通过变速箱20的减速的适当选择可以获得快速的操作时间。

凸轮30轴向安装至变速箱20的输出轴25。优选的是，刚性连接(positive connection)设置在凸轮30和变速箱20的输出轴25之间，以传递大的扭矩。优选的是，根据本发明，可以使用摩擦接合连接，例如收缩连接。优选的是，高强度塑料材料或金属用作凸轮30的材料。根据优选实施例，凸轮30由钢制成。凸轮30的形状限定挺杆40的致动，由此限定制动缆线70的张紧和放松。这样，不同张力可以通过凸轮30的不同梯度而被传递至制动缆线70。为此，凸轮30可形成任意的形状。在根据本发明的优选实施例中，凸轮30大致为椭圆形。在该实施例中，凸轮30的椭圆廓线的最大和最小半径之间的差与挺杆40的最大直线位移相对应。

凸轮30成形为包括组装位置和工作范围。凸轮30的组装位置以这样的方式限定：挺杆40最小化地被移动或者不移动。因此，制动缆线70被最小化地加载或不加载，从而能够以最小的作用力安装、使用或调整制动缆线。当凸轮30在它的工作范围内移动时，挺杆40被移动，由此使制动缆线70张紧，以操作被连接的制动器，或者制动缆线70被放松，以不再进一步地操作制动器。凸轮30位于其组装位置，以安装停车制动器系统。因此，制动缆线70不张紧，并且能容易地被组装或者被调整。对于停车制动器系统的操作，凸轮30在它的工作范围内旋转。在凸轮30工作范围内的凸轮30的第一位置中，制动缆线被张紧，使制动器正好不被操作。凸轮30在工作范围内的进一步旋转使得挺杆40的位移增加，从而增加了制动缆线70的张力，由此操作制动器。凸轮30在其工作范围内被旋转，直到在制动缆线70中存在足够高的张力，从而获得充分的制动效果。优选将挺杆40可移动地嵌入(bedded)，其中位移轴线大致垂直于凸轮30的旋转轴线。凸轮30的外表面在挺杆40的外表面上滑动，并且移动挺杆40。还优选挺杆40由耐久材料制成，例如钢，并且设有平行于凸轮30的滑动面的滑动面。从凸轮30至挺杆40的压力通过这些滑动面传递。挺杆40本身将力传递至制动缆线70。根据本发明，优选的是，在挺杆上与凸轮相对的、圆形侧面处设有缆线引导凹槽，在其中制动缆线70被引导。缆线引导凹槽的廓线适应于制动缆线70的廓线，它的形状适应于制动缆线70的形状，以避免在制动缆线70和挺杆40之间产生摩擦。因此，也可以防止由于振动而使得被张紧的制动缆线70从挺杆40上滑脱。

在另一个优选实施例中，如图2所示，两个偏转(deviate)制动缆线70的偏转辊(deviation roll)50和60被设置。制动缆线70必须被拉入操作机构1中，以便操作制动器。以这样的方式实施上述操作：挺杆40将制动缆线70从它的在两个偏转辊50和60之间的组装位置中的理论伸展状态偏转，从而张紧制动缆线70。优选的是，偏转辊50和60可旋转地被嵌入，以避免在制动缆线70处产生摩擦。因为它们也会经受与挺杆40或凸轮30相类似的较大的力，因此它们也是由耐用材料制成。偏转辊50和60的可旋转轴线被定向，以便它们一方面几乎垂直于挺杆40的运动方向，另一方面几乎垂直于制动缆线70的运动方向。优选每个偏转辊50和60包括适于制动缆线70的周向缆线引导凹槽。因此，可以实现在根据本发明的操作机构中的制动缆线70的安全引导。

在本发明的另一个优选实施例中，挺杆40设有附加的偏转辊45，该偏转辊45可转动地设置在挺杆40的凸轮相对端。优选的是，偏转辊45在适于制动缆线70的缆线引导凹槽中引导制动缆线70。通过移动挺杆40，制动缆线70通过偏转辊45而被移动，从而被张紧。通过偏转辊45的可旋转嵌入使制动缆线70与挺杆40之间的摩擦最小化。由于在所述操作机构中可以以低的摩擦移动制动缆线，因此通过制动缆线组件连接至两个制动缆线半部分72和74的制动器之间的力补偿变得容易。

在根据图3所示操作机构1的本发明的另一个优选实施例中，挺杆40通过连接元件110连接至两个可移动缆线保持器92和94。挺杆40的移动引起缆线保持器92和94的移动。柔性连接元件110使两个缆线保持器92和94相互连接，并且允许相互之间传递张力。柔性连接元件110在凸轮相对侧上围绕挺杆40运行，并且将被挺杆40偏转。在第一优选实施例中，连接元件110在挺杆40上滑动，以补偿分别作用在缆线保持器92和94上力。

优选的是，柔性连接元件110制成绳状或带状，并且由抗撕裂塑料材料、复合材料或者金属制成。在该实施例中，制动缆线被分开，包括两个制动缆线半部分72和74，它们分别通过一个制动缆线组件将制动力传递到被连接的制动器。两个缆线保持器92和94沿制动缆线半部分72和74的方向被可移动地嵌入缆线保持器基座102和104中。缆线保持器92和94通过连接元件110连接制动缆线半部分72和74。优选的是，制动缆线半部分72和74通过铸造的管接头(nipple)和适当的凹口(未示出)连接至缆线保持器92和94。连接元件110被挺杆40的位移偏转。从而，连接至其上的缆线保持器92和94被移向对方。因此，制动缆线半部分72和74被张紧。为了放松制动缆线半部分72和74，缆线保持器92和94彼此移开。为了实现两个制动器之间的、通过制动缆线半部分72和74而实施的力补偿，连接元件110能够在挺杆40上滑动，从而被连接的制动器被一致地操作。

在该优选实施例中，制动缆线半部分72和74有利地仅仅沿缆线的方向移动。尽管连接元件110被加载了弯曲负载，制动缆线半部分72和74不会弯曲，从而能增加制动缆线半部分72和74的寿命。然而，基于根据本发明的连接元件110的优选带状形式，连接元件110适于弯曲并且适于同时传递张力。

在另一个优选实施例中，挺杆40包括在连接元件110一侧的偏转辊45，它引导连接元件110并且进一步减小挺杆40与连接元件110之间的摩擦。偏转辊45可转动地嵌入挺杆40中，并且沿其周向适于分别安装的连接元件110。因此，能保证连接元件110的安全引导，以防止连接元件110由于振动而从挺杆的偏转辊45上滑脱下来。

如图1所示，根据本发明优选的操作机构1被壳体80包围，图中所示壳体为敞开状态。壳体80被用于固定操作机构1的部件，并且用于将整个操作机构1组装至车辆。此外，由于根据本发明优选操作机构1安装在将被制动的轮胎附近，并且由于安装位置可能在车辆外侧的未保护位置处，因此所述壳体80保护操作机构1的元件不受外界环境的影响。

为了保证停车制动系统的安全操作，在根据本发明的另一个优选实施例中，通过力测量装置测量在制动缆线70或制动缆线半部分72和74中的缆线张力。在第一实施例中，张力负载在制动缆线70、72、74中被直接测量。所以，制动缆线70、72、74分别包括两个缆线半部分，它们通过可转移地嵌入(translatably bedded)的力测量装置连接。在另一个优选实施例中，力测量装置集成在挺杆40中。因此，挺杆40包括两个部分，这两个部分通过力测量装置而被连接。挺杆40的一个部分被凸轮30操作，其中挺杆40的另一部分使制动缆线70或连接元件110发生位移。因此，被挺杆40传递的压力被测量。在第三优选实施例中，力测量装置连接至一个或两个偏转辊50和60并且测量作用在偏转辊50和60上的力。

力测量装置与停车制动器系统的控制器电连接，以控制制动力。可以通过任意的物理原理实施力的测量。例如可以通过电阻应变仪、弹簧的位移或者压电仪来实施所述测量。

Claims (15)

1.一种操作机构(1)，用于操作特别是机动车的至少一个停车制动器，所述操作机构包括：

马达单元(10、20)，用于驱动操作机构(1)；以及

偏心组件(30、40)，所述偏心组件利用偏心原理将马达单元(10、20)的旋转运动转化成直线运动；

其中，至少一个制动缆线(70)被张紧或被放松，以操作至少一个停车制动器。

2.根据权利要求1所述的操作机构(1)，其中偏心组件(30、40)包括：

连接至马达单元(10、20)的凸轮(30)；以及

可被凸轮(30)移动的挺杆(40)。

3.根据权利要求2所述的操作机构(1)，其中挺杆(40)布置在两个偏转辊(50、60)之间，并且至少一个制动缆线(70)经由偏转辊(50、60)和挺杆(40)运行。

4.根据权利要求3所述的操作机构(1)，其中挺杆(40)包括位于缆线引导侧的偏转辊(45)，用于引导制动缆线(70)并且减少挺杆(40)与制动缆线(70)之间的摩擦。

5.根据权利要求2所述的操作机构(1)，其中挺杆(40)与第一缆线保持器(92)和第二缆线保持器(94)连接并且可沿制动缆线方向移动，其中通过挺杆(40)的移动实现第一缆线保持器(92)和第二缆线保持器(94)的移动，以便分别张紧或放松连接至缆线保持器(92、94)之一的一个制动缆线半部分(72、74)。

6.根据权利要求5所述的操作机构(1)，其中缆线保持器(92、94)通过连接元件(110)连接，其中的连接元件(110)经由挺杆(40)运行。

7.根据权利要求6所述的操作机构，其中挺杆(40)包括位于连接元件(110)一侧的偏转辊(45)，用于引导连接元件(110)并且用于减小挺杆(40)与连接元件(110)之间的摩擦。

8.根据前述权利要求5至7中任一项所述的操作机构(1)，其中第一缆线保持器(92)与第一制动缆线半部分(72)连接，第二缆线保持器(94)与第二制动缆线半部分(74)连接，以分别操作至少一个制动器。

9.根据前述权利要求2至8中任一项所述的操作机构(1)，其中凸轮(30)成形为包括使挺杆(40)具有最小位移的组装位置，以及工作范围，在所述工作范围内所述至少一个制动缆线(70)被张紧或放松。

10.根据前述权利要求2至9中任一项所述的操作机构(1)，其中设置力测量装置，以测定由操作机构(1)产生的制动力，所述力测量装置集成在制动缆线(70)中、集成在挺杆(40)中，或者连接至一个偏转辊(50、60)。

11.根据前述权利要求1至10中任一项所述的操作机构(1)，其中所述马达单元(10、20)被接收和翻译力测量装置的信号的电子设备控制。

12.根据前述权利要求1至11中任一项所述的操作机构(1)，其中所述马达单元(10、20)包括马达(10)和连接至马达的变速箱(20)。

13.根据权利要求12所述的操作机构(1)，其中所述马达(10)设置为电动机。

14.根据前述权利要求12或13所述的操作机构(1)，其中所述变速箱(20)设置为行星齿轮。

15.根据前述权利要求1至14中任一项所述的操作机构(1)，其中还包括壳体(80)。

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