CN1675096A - 停车制动器的操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过制动线缆(110、120)操纵机动车辆至少一个停车制动器中的操作机构(1)。操作机构(1)包括一个驱动第一致动构件(40)的第一驱动元件(10、30、90)和一个驱动第二致动构件(50)的第二驱动元件(60、80、100)，其中第二致动构件(50)啮合所述第一致动构件(40)。根据第一致动构件(40)相对于第二致动构件(50)的相对移动，至少一根制动线缆(110、120)绷紧或者松弛，以致动至少一根制动线缆。此外，本发明包括一种用操作机构(1)致动停车制动器的方法，其中，为了绷紧或者松弛至少一根制动线缆(110、120)，驱动元件(10、30、90、60、80、100)以相同以及相反的旋转方向被驱动。

Description

停车制动器的操作机构

技术领域

本发明涉及一种操纵停车制动器的操作机构，特别是一种机动车辆的停车制动器，其优选地由电动马达驱动。

背景技术

现有技术为停车制动器和手制动器提供了不同的解决方案。机动车辆的停车制动器通常作用在车辆的后轮胎上，由带鞘线缆致动。停车制动器通常由手柄致动。一方面由于对停车制动器的操纵要相当用劲，特别是上了年纪的驾驶人员不能如需地进行操作。从而，一方面会发生安全方面的危险，因为在停车时车辆会后退；另一方面，停车制动器使用起来并不舒服。在现有技术中也公知有用脚致动的停车制动器，其基本上也存在同样的效应—只不过数量上有所减少。为了减少这种效应且提供对停车制动器的舒适操作，在现有技术中建议了停车制动器，其例如通过电动马达而不是手动地驱动。

因此，DE19818339C1公开了一种制动系统，其中制动器通过线缆卷辊操纵，由电动马达驱动。为此，后轮胎制动线缆组件的末端连接到线缆卷辊周边的对侧。线缆卷辊旋转时，相同长度的两根制动线缆同时地卷到线缆卷辊上，从而一致地制动后轮胎。不利在于，为了保证对刹车一致的操纵而需要大费用地调整制动线缆的长度。此外，因为制动线缆的长度在使用中会发生变化，必须对其进行定期的检查和调整。

在WO98/5663中描述了另一种客车的电动停车制动器系统。文献公开了一种客车的停车制动器的操作机构，其具有一个致动机构，此致动机构包括一个例如电动马达的马达驱动器，以绷紧或者松开车辆制动系统的制动线缆。操作机构包括一个制动线缆的致动器，其由与测力机构相连的驱动器致动。

从DE19755933中得知一种机动车辆停车制动的操作机构，其具有一个包括马达驱动器的致动器，以绷紧或者松开车辆制动系统的制动线缆组件。该驱动器连接到一个可沿纵轴旋转而不能沿纵轴移动的构件。此构件与一个套叠式可伸缩的组件连接，可伸缩组件布置成可沿纵轴方向移动，其中，套叠式可伸缩组件的轴向长度依据构件的旋转方向增加或者减小。套叠式可伸缩组件的每个轴端分别直接或者间接地连接到制动系统一制动器的一个制动线缆。

最后，从DE10043739.7中得知一种机动车辆的停车制动器，其具有至少两个制动线缆组件，包括一个具有连接构件的致动器，其中，两个制动线缆组件在两个连接位置与这个连接构件连接。此外，提供了一种操作机构，其以如下方式设置且与致动器连接：连接位置的距离可以可控制地改变，从而连接位置之间可以相对地彼此靠近或者分开。

这些结构的不利之处在于，停车制动器的操作速度只能由马达的旋转速度来控制。为了获得不同的操作速度，例如快速绷紧和缓慢松弛停车制动器，马达必须以不同的旋转速度驱动。为了避免在过高或者过低转速时马达的超载，必须设计马达的尺寸，从而马达在不利的转动速度范围内也提供所需要的扭矩。这导致马达的尺寸过大。

还有一个问题在于，在起动时，驱动马达必须克服全部的摩擦以及系统内力，从而需要了很大的坡升电流。

机动车辆的停车制动器还是一个与安全有关的构件，必须保证其高度的可靠性，例如在驱动马达失灵的情况下。为此，现有技术建议了停车制动器手动操作的机械系统。

基于这些现有技术，因此本发明根本的问题在于提供一种停车制动器，其可以不同的操作速度致动相连的制动器，从而避免了马达的大坡升电流以及保证了很高的可靠性。

发明内容

本发明通过一种停车制动器系统解决了这个问题，其通过制动线缆致动机动车辆的至少一个停车制动器，制动线缆由操作机构绷紧或者松弛。

本发明基于这样的基本思想：两个致动构件彼此啮合且各自独立地驱动。通过致动构件彼此之间的相对运动，致动与致动构件相连的制动器。致动构件之间的相对移动—从而，刹车的致动速度—通过对本发明相应致动构件的独立驱动可以在一个广阔的范围内进行控制。

因此，优选地，本发明的操作机构包括驱动第一致动构件的第一驱动元件和驱动第二致动构件的第二驱动元件，其中第二致动构件啮合第一致动构件，且由于第一致动构件相对于第二致动构件的相对移动，至少一根制动线缆绷紧或者松弛，以致动至少一个停车制动器。

在本发明的第一实施方式中，第一致动构件设计成一个螺母，第二致动构件设计成一根轴，其中轴通过螺纹旋入螺母内。

因此，优选地，本发明的操作机构包括一个驱动螺母的驱动元件和一个驱动轴的驱动元件，其中，轴旋入螺母内。由于轴相对于螺母的相对运动，至少一根制动线缆绷紧或者松弛，以致动至少一个停车制动器。

停车制动器的致动速度取决于轴与螺母之间的旋转速度。通过对轴和螺母的分开驱动，几乎可以获得所有需要的致动速度。通过使用相反的旋转方向可以获得很高的操作速度，而通过对轴和螺母使用相同的旋转方向但是不同的旋转速度，来获得很低的操作速度。这对于受控释放停车制动器以在山坡上发动车辆是有利的。

依据本发明，优选地，每个驱动元件分别包括一个驱动马达，优选地为电动马达。优选地，一个或两个驱动元件还包括一个变速箱，其分别地与驱动马达连接。为了避免大坡升电流，优选地，两个驱动马达相继地发动。驱动马达的大坡升电流然后暂时地错开，从而，它们不会使机动车辆的车载电气网超载。后者发动驱动马达，只需要克服更小的摩擦，因为部分的操作机构已经处于运动之中。

由于驱动马达的冗余结构，操作机构具有很高的可靠性。如果一个驱动马达失灵，操作机构也还是可以工作的。在紧急操作时，一个驱动马达足以致动相连的制动器。

在另一个优选实施方式中，驱动元件包括至少一个在每个驱动元件内的小齿轮，以把扭矩从驱动元件传递到螺母或者轴。优选地，每个驱动元件还包括至少一个支承体，其通过螺母或轴的轴向位移轴向地移动至少一个小齿轮。通过支承体，小齿轮和螺母或者轴的驱动轮受到导引，因而相互对齐。进一步优选地，每个驱动元件包括至少一个牢靠的(positive)轴杆连接，其可移动地支承至少一个驱动小齿轮。通过这些牢靠的连接，驱动马达的旋转运动传递到驱动元件，其中，驱动元件可以相对于驱动马达轴向地位移，驱动马达固定地安装于座内。优选地，这些牢靠连接包括花键轴杆连接、滑键连接或者多边形连接。这些牢靠的轴杆连接允许在传递扭矩的同时进行轴向位移。

依据另一个优选实施方式，操作机构还包括制动线缆，其与支承体相连接。由轴旋入螺母所导致支承体的相对轴向位移将导致与其相连的制动线缆的绷紧或者松弛，从而引起停车制动器的启动或者松开。因为支承体与轴和螺母一起相对于驱动元件是可移动的，在至少两根制动线缆上的拉力可以自行补偿。从而，停车制动器分别地由相同的力致动。

在另一个优选实施方式中，操作机构包括一个座。

此外，本发明通过致动停车制动器的方法解决了根本问题，通过一个包括一对两个彼此啮合的致动元件的操作机构，其中第一驱动元件驱动第一致动构件而第二驱动元件驱动第二致动构件，以绷紧或者松弛至少一根制动线缆，驱动元件以相同以及相反的旋转方向驱动。在驱动元件以相反的旋转方向驱动的情况下，可以获得停车制动器的高致动速度；当驱动元件以相同方向驱动时，可以获得低致动速度。

在本发明的一个优选实施方式中，驱动元件用不同的旋转速度驱动。在两个驱动元件结构对称的情况下，依据发明，优选地，在第一和第二致动构件之间出现一个旋转速度差。

依据本发明方法的另一个优选实施方式，在旋转方向相同的情况下，第一和第二致动构件之间的旋转速度差，决定了至少一个制动线缆绷紧或者松弛的速度。因此，通过操作机构，制动线缆的绷紧或者松弛可以是很快或者是很慢的。此外，避免了在马达中使用不利的旋转速度。

本发明另外的优选实施方式列于相关的权利要求。

附图说明

下文参照附图描述了本发明的优选实施方式。其显示了：

图1显示了一个在打开座内的本发明操作机构的优选实施方式；

图2是本发明操作机构的优选实施方式的示意图。

具体实施方式

本发明的机动车辆停车制动器系统包括至少一个停车制动器，停车制动器由本发明的操作机构通过至少一个制动线缆绷紧或者松弛。因此，操作机构替代了通常由机动车辆驾驶员致动的手动操作杆或者脚踏板。

下面参照附图1和2，描述本发明操作机构的一个优选实施方式。

在第一优选实施方式中，停车制动器系统的操作机构1包括一个从动螺母40以及一个螺纹旋于其内的从动轴50。螺母40以及轴50相对于座130可线性移动地安装。在螺母40的第一支承体90上连接第一制动线缆110。在轴50的第二支承体100上连接第二制动线缆120。轴50与螺母40的相对移动引起支承体90、100之间彼此接近或者远离的线形移动，进而使连接于其上用以相应地致动制动器的制动线缆110、120绷紧或者松弛。

操作机构1由两个驱动马达10、80驱动。在第一优选实施方式中，优选地，驱动马达10、80是电动马达。除了电动马达之外，也可以用液压马达或者压缩空气驱动马达作为驱动马达。驱动马达10、80安装于座130内。为了调配驱动马达10、80的旋转速度，还可以在驱动马达10、80上分别地连接一个变速箱(未示)。这个变速箱特别优选为行星齿轮。

优选地，驱动马达10、80的输出轴杆上或者应用变速箱时的输出轴杆上设置牢靠(positive)的轴杆连接20、70。驱动马达10、80通过这些轴杆连接20、70分别驱动驱动小齿轮30、60。轴杆连接20、70可以制成任意的牢靠轴杆连接，例如滑键连接、花键轴杆连接或者多边形连接。因此，驱动小齿轮30、60受到驱动，它们可以沿轴杆连接20、70轴向移动。

在这个优选实施方式中，驱动小齿轮30与从动螺母40的外齿轮装置45啮合且通过旋转运动将其驱动。驱动小齿轮30和螺母40都支承于支承体90内。因此，保证了驱动小齿轮30与螺母40一起轴向移动。优选地，第一制动线缆110安装于支承体90上。

轴50的驱动与螺母40的驱动是类似的。驱动小齿轮60与轴50的外齿轮装置55啮合。轴50的支承体100确保驱动小齿轮60与轴50一起进行轴向移动。第二制动线缆120安装于轴50的支承体100上。

在上述的变速箱构件中使用金属或者高强度的塑料材料。优选地，支承体90、100由金属板组成。

对位于驱动小齿轮30与螺母的外齿轮装置45之间以及驱动小齿轮60与轴的外齿轮装置55之间的这对齿轮的选择要能将所需扭矩传递到螺母40和轴50。轴50与螺母40的引导以及驱动马达10和80的扭矩决定了可以分别施加于制动线缆110与120上的拉力。

上述示例性描述的两个独立从动和啮合的致动构件的原理也可以有其它的实施方式。在另一个优选实施方式中，独立从动的致动构件设计成两个在外螺纹处彼此啮合的轴(未示)。在另一个优选实施方式中，优选地，致动构件可以具有一个带内螺纹的轴(未示)，而这个轴与一个具有外螺纹的轴啮合。

对于上述停车制动器的操作机构的优选实施方式，其制动过程如下。一个控制用电子器件(未示)控制驱动马达10和80的旋转速度和旋转方向。为了描述操作机构1的功能，首先假设驱动马达沿相反方向的旋转速度相同。这种致动用于快速绷紧或者松弛制动线缆110和120。下述的旋转方向整体上涉及整个操作机构。驱动马达10的电流由电子器件供应，例如以逆时针转动驱动小齿轮30。螺母40通过外齿轮装置45与驱动小齿轮30啮合，从而顺时针地转动。如果螺母40以及安装轴50的螺纹右旋，则螺母40旋入轴50。从而，螺母40与轴50的驱动轮52之间的距离减小。

同时，优选地，本发明的第二驱动马达80也由电子器件供应电流，从而它的输出轴例如顺时针地转动。因此，驱动小齿轮60也顺时针地转动，轴50的驱动轮52的外齿轮装置55因与驱动小齿轮60啮合因而逆时针地转动。由于这个运动，轴50旋入螺母40内，轴50的轮子52与螺母40之间的距离减小。从而，驱动马达80、10相反的旋转运动引起轴50快速地旋入或者旋出螺母40。

支承体90和100把螺母40和轴50的驱动轮52之间的距离变化传递到连接于其上的制动线缆110和120。螺母40和轴50的驱动轮52之间的距离减小引起制动线缆110和120的绷紧，从而致动停车制动器。螺母40和轴50的驱动轮52之间的距离增加引起制动线缆110和120的松弛，从而暂停制动效应。由于在轴杆连接20、70上具有充分的螺旋机构可移动支承，在制动线缆110、120上的拉力是相等的。因此，在正常情况下，随之致动的机动车辆的两个致动器(未示)同时地绷紧或者松弛。

通过本发明优选实施方式的操作机构1，可以精确地设定致动速度。在下文中认为，在优选实施方式中，驱动小齿轮30与螺母40的外齿轮装置45之间的齿轮减速的关系，以及驱动小齿轮60与轴50驱动轮52的外齿轮装置55之间的齿轮减速的关系是相同的。因此，所有的驱动构件10、30、90或者60、80、100都是对称设计的。

如果停车制动器需要快速致动，则设定驱动马达80、10的旋转方向相反。如果停车制动器需要缓慢且灵敏地致动，则使驱动马达80、10的旋转方向相同但是旋转速度不同。根据驱动马达10、80中哪一个的旋转速度更快，轴50旋入或旋出螺母40。因此，致动速度取决于驱动马达10、80旋转速度的差异，且并不取决于它们各自的绝对旋转速度。从而，驱动马达10、80可以在其最佳扭矩范围内工作。避免了过高或者过低的旋转速度。

因为驱动马达由控制用电子器件相继地而不是同时地启动，所以避免了驱动马达10、80的大的坡升电流。驱动马达的坡升电流然后暂时地彼此错开而不是同时发生。从而，机动车辆的电气网不会过载。

这个优选实施方式还是高度可靠的。如果驱动马达10、80之一失灵，停车制动器仍然可以分别由另一个驱动马达致动。在紧急模式下，一个驱动马达10、80就已经足以致动与之连接的制动器。然而，不能保证制动器非常快的或者是非常敏感的致动。

停车制动器的这些操作机构1的特殊构造，揭开了停车制动器新的应用领域。为了安全自动地绷紧制动器以停车，快速致动的可能性是特别优选的。为了灵敏松开制动器以在山坡上发动车辆，优选地，采取马达10、80同向转动的慢致动模式。

通过使用适合的与机动车辆的制动踏板相连接的控制，可以通过自动地松开停车制动器，可靠地避免车辆在山坡上发动时的倒退。从而，制动效应不会突然中止，而是与离合器的位置以及马达的旋转速度相配合。在另一个优选实施方式中，对致动机构的控制可以通过普通的车载电子电路实现，从而，可以通过停车制动器完成自动的制动以及发动。

附图标记列表

1    操作机构

10   第一驱动马达

20   第一轴杆连接

30   第一驱动小齿轮

40   螺母

45   螺母的外齿轮装置

50   轴

52   轴的驱动轮

55   轴的驱动轮的外齿轮装置

60   第二驱动小齿轮

70   第二轴杆连接

80   第二驱动马达

90   螺母的支承体

100  轴的支承体

110  第一制动线缆

120  第二制动线缆

130  座

Claims (11)

1.一种致动至少一个停车制动器的操作机构(1)，特别是机动车辆的停车制动器，其包括：

a.一个驱动第一致动构件(40)的第一驱动元件(10、30、90)；

b.一个驱动第二致动构件(50)的第二驱动元件(60、80、100)，其中第二致动构件(50)与所述第一致动构件(40)啮合；

c.其中，根据第一致动构件(40)相对于第二致动构件(50)的相对移动，至少一根制动线缆(110、120)绷紧或者松弛，以致动至少一个停车制动器。

2.如权利要求1所述的操作机构(1)，其包括设计成螺母(40)的第一致动构件和设计成轴(50)的第二致动构件，其中，轴(50)通过螺纹旋入螺母(40)。

3.如权利要求1或2所述的操作机构(1)，其中，每个驱动元件(10、30、90或60、80、100)都包括一个电动马达(10、80)和一个变速箱。

4.如权利要求1至3任一项所述的操作机构(1)，其中，驱动元件(10、30、90、60、80、100)还包括：

a.位于每个驱动元件(10、30、90、60、80、100)内的至少一个驱动小齿轮(30、60)，以把扭矩从驱动元件(10、30、90、60、80、100)传递到螺母(40)或者轴(50)；

b.位于每个驱动元件(10、30、90、60、80、100)内的至少一个支承体(90、100)，其用于由螺母(40)或轴(50)的轴向位移而导致相应的至少一个驱动小齿轮(30、60)的轴向位移；以及

c.位于每个驱动元件(10、30、90、60、80、100)内的至少一个轴杆连接(20、70)，其用作相应的至少一个驱动小齿轮(30、60)的移动支承。

5.如权利要求4所述的操作机构(1)，其中，轴杆连接(20、70)包括花键轴杆连接、滑键连接或者多边形连接。

6.如权利要求1至5任一项所述的操作机构(1)，还包括连接于支承体(90、100)的制动线缆(110、120)。

7.如权利要求6所述的操作机构(1)，其中，制动线缆(110、120)的拉力由驱动小齿轮(30、60)在轴杆连接(20、70)上的可移动安装进行补偿。

8.如权利要求1至7任一项所述的操作机构(1)，还包括一个座(130)。

9.一种用操作机构(1)致动停车制动器的方法，包括：一对两个彼此啮合的致动构件(40、50)，其中第一驱动元件(10、30、90)驱动第一致动构件(40)，第二驱动元件(60、80、100)驱动第二致动构件(50)，且其中为了绷紧或者松弛至少一根制动线缆(110、120)，驱动元件(10、30、90、60、80、100)以相同以及相反的旋转方向被驱动。

10.如权利要求9所述的方法，其中，驱动元件(10、30、90、60、80、100)以不同的旋转速度驱动。

11.如权利要求9或10任一项所述的方法，其中，当驱动元件(10、30、90、60、80、100)的旋转方向相同时，第一致动构件(40)与第二致动构件(50)之间的旋转速度差决定了所述的至少一根制动线缆(110、120)绷紧或者松弛的速度。

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