FR2879544A1

FR2879544A1 - Automatic parking brake locking device for vehicle, has torsion spring connecting electric motor shaft and screw of transmission for transmitting rotation of shaft to screw, where transmission is constituted of screw and worm wheel

Info

Publication number: FR2879544A1
Application number: FR0553866A
Authority: FR
Inventors: Peter Ullmann; Christoph Kasper; Harald Guggenmos
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2006-06-23
Also published as: DE102004060907B4; DE102004060907A1

Abstract

The device has a locking unit, an electric motor (3) and a transmission (2) constituted of a screw (5) and a worm wheel (6) and provided between the motor and unit. A torsion spring (7) connects a motor shaft (8) of the motor and the screw (5), for transmitting rotation of the motor shaft to the screw through the spring. The worm wheel is made as the body of the locking unit. An independent claim is also included for a parking brake comprising a locking device.

Description

Domaine de l'inventionField of the invention

La présente invention concerne un dispositif de verrouillage d'un frein de stationnement automatique de véhicule. Etat de la technique Les freins de stationnement sont connus selon de multiples réalisations décrites dans l'état de la technique. Récemment, on utilise de plus en plus de freins de stationnement automatiques qui remplacent les freins de stationnement traditionnels (freins à main) que le conducteur actionne manuellement à l'aide d'un levier et d'un câble de traction pour bloquer le véhicule. De tels freins de stationnement automatiques sont actionnés par un entraînement ou moteur électrique ou par l'hydraulique. Pour garantir l'état d'arrêt de tels freins de stationnement automatiques, il est connu de prévoir un mécanisme de verrouillage. De tels mécanismes de verrouillage sont par exemple actionnés par un moteur électrique. Comme au niveau du frein de roue, là où se trouvent de tels moteurs électriques du mécanisme de verrouillage, la place disponible est très limitée, les moteurs électriques sont aussi miniaturisés que possible. Si un tel moteur actionne un mécanisme de verrouillage et lorsque le verrouillage mécanique a atteint sa position, le moteur électrique prend une intensité plus élevée utilisée comme signal pour couper le moteur. Du fait des composants relative-ment petits, on risque néanmoins que le moteur électrique ne soit endommagé par un courant électrique trop fort. C'est pourquoi les moteurs électriques de frein de stationnement doivent être relativement grands ce qui se répercute de manière négative sur la dimension cons- tructive et sur le poids. The present invention relates to a device for locking an automatic vehicle parking brake. State of the art The parking brakes are known according to multiple embodiments described in the state of the art. Recently, more and more automatic parking brakes have been used to replace traditional parking brakes (hand brakes), which the driver manually operates with a lever and pull cable to lock the vehicle. Such automatic parking brakes are actuated by a drive or electric motor or by hydraulics. To guarantee the stopping state of such automatic parking brakes, it is known to provide a locking mechanism. Such locking mechanisms are for example actuated by an electric motor. As with the wheel brake, where there are such electric motors of the locking mechanism, the available space is very limited, the electric motors are as miniaturized as possible. If such a motor actuates a locking mechanism and when the mechanical lock has reached its position, the electric motor takes a higher intensity used as a signal to shut down the motor. Due to the relatively small components, there is a risk that the electric motor will be damaged by a too strong electric current. This is why the electric parking brake motors must be relatively large, which has a negative effect on the constructive dimension and the weight.

Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un dispositif de verrouillage du type défini ci-dessus, caractérisé par un élément de verrouillage, un moteur électrique, une transmission composée d'au moins une première partie de transmission et d'une seconde partie de transmission, et prévue entre le moteur électrique et l'élément de verrouillage, et un élément de ressort qui relie l'arbre moteur du moteur électrique et la première par- tie de la transmission, pour transmettre la rotation de l'arbre moteur à la première partie de transmission par l'intermédiaire de l'élément à ressort. DESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION The object of the present invention is to overcome these drawbacks and concerns for this purpose a locking device of the type defined above, characterized by a locking element, an electric motor, a transmission composed of at least a first transmission part and a second transmission part, and provided between the electric motor and the locking element, and a spring element which connects the motor shaft of the electric motor and the first part of the transmission, for transmitting the rotation of the motor shaft to the first transmission part via the spring element.

Le dispositif de verrouillage selon l'invention offre l'avantage d'une construction particulièrement compacte et légère. Ces avantages découlent de l'entraînement électrique du dispositif de verrouillage qui est construit de manière très simple et est de ce fait aussi très léger. Selon l'invention, entre l'entraînement du moteur électrique et une partie de transmission, on a un élément à ressort. L'élément à ressort assure la liaison entre l'arbre de sortie du moteur électrique et la boîte de vitesses. Ainsi, on transmet une rotation continue de l'arbre de sortie ou arbre moteur du moteur électrique par l'élément de ressort à la pièce de transmission. Lorsque le dispositif de verrouillage atteint sa position de fin de course c'est-à-dire la position de verrouillage mécanique, ou si le dispositif de verrouillage rencontre une butée, grâce à l'existence de cet élément de ressort entre le moteur électrique et la transmission, l'arbre moteur du moteur électrique peut continuer de tourner. On évite ainsi que lorsque le moteur électrique de la transmission ne peut plus tourner, le courant reçu dans l'entraînement électrique devienne trop fort. Grâce à l'élément de ressort selon l'invention, la prise de courant du moteur électrique continue lentement et en continu en fonction de la force de ressort en permanence croissante liée à la compression de l'élément de ressort de sorte qu'avant d'atteindre un niveau d'intensité de courant critique dans le moteur électrique celui-ci sera coupé. L'augmentation de l'intensité prise peut être ainsi influen- cée par le choix de la courbe caractéristique de l'élément de ressort. The locking device according to the invention offers the advantage of a particularly compact and lightweight construction. These advantages result from the electrical drive of the locking device which is very simply constructed and is therefore also very light. According to the invention, between the drive of the electric motor and a transmission part, there is a spring element. The spring element provides the connection between the output shaft of the electric motor and the gearbox. Thus, a continuous rotation of the output shaft or motor shaft of the electric motor is transmitted by the spring element to the transmission member. When the locking device reaches its end position, that is to say the mechanical locking position, or if the locking device encounters a stop, thanks to the existence of this spring element between the electric motor and transmission, the motor shaft of the electric motor may continue to rotate. It is thus avoided that when the electric motor of the transmission can no longer rotate, the current received in the electric drive becomes too strong. Thanks to the spring element according to the invention, the electric motor socket continues slowly and continuously as a function of the constantly increasing spring force due to the compression of the spring element so that before to reach a level of critical current in the electric motor it will be cut. The increase in the intensity taken can thus be influenced by the choice of the characteristic curve of the spring element.

L'élément de ressort est de préférence installé entre le moteur électrique et la transmission sous la forme d'un ressort de torsion notamment d'un ressort de torsion cylindrique. Le ressort de torsion est tendu par une rotation et accumule ainsi une force de torsion. The spring element is preferably installed between the electric motor and the transmission in the form of a torsion spring including a cylindrical torsion spring. The torsion spring is tensioned by a rotation and thus accumulates a torsion force.

Dès que le moteur électrique est coupé à cause de l'alimentation de l'intensité du courant pris et qui augmente lentement, le ressort de torsion se détend de nouveau et entraîne ainsi l'arbre d'entraînement du moteur électrique. La rotation du rotor du moteur électrique, ainsi atteinte permet de convertir l'énergie de ressort accumulée en chaleur. On remarque qu'à côté des ressorts de torsion on peut également utiliser des ressorts hélicoïdaux cylindriques et non cylindriques par exemple un ressort hélicoïdal en forme de tonneau. As soon as the electric motor is cut off because of the power supply of the current taken and which increases slowly, the torsion spring is relaxed again and thus drives the drive shaft of the electric motor. Rotation of the rotor of the electric motor thus achieved makes it possible to convert the accumulated spring energy into heat. Note that beside the torsion springs it is also possible to use cylindrical and non-cylindrical helical springs, for example a helical spring in the shape of a barrel.

Pour faciliter la fixation de l'élément de ressort, celui-ci comporte de préférence une première zone de branche et une seconde zone de branche. La première zone est de préférence reliée à l'arbre de sortie et la seconde branche aux composants de transmission. Comme la matière élastique est habituellement un fil cylindrique, la fixation peut se faire de manière simple par enfichage de l'extrémité de la plage de branches dans des ouvertures cylindriques. To facilitate attachment of the spring element, it preferably comprises a first branch zone and a second branch zone. The first zone is preferably connected to the output shaft and the second branch to the transmission components. Since the elastic material is usually a cylindrical wire, the attachment can be done in a simple manner by plugging the end of the range of branches into cylindrical openings.

Selon un autre mode de réalisation préférentiel de l'invention, il est prévu un élément de guidage pour guider et recevoir le composant de transmission. L'élément de guidage est d'une manière particulièrement préférentielle un embout d'axe de l'arbre moteur. Cela permet une construction particulièrement compacte notamment dans la direction axiale de l'arbre de l'unité d'entraînement du dispositif de verrouillage. According to another preferred embodiment of the invention, there is provided a guide element for guiding and receiving the transmission component. The guide element is particularly preferably a shaft end of the motor shaft. This allows a particularly compact construction especially in the axial direction of the shaft of the drive unit of the locking device.

La transmission comporte de préférence au moins une première et une seconde partie. La première partie de transmission est de préférence une vis et la seconde partie de transmission est de préfé- rence une roue à vis. Ainsi, la construction peut toujours être particulièrement compacte. The transmission preferably comprises at least a first and a second portion. The first transmission part is preferably a screw and the second transmission part is preferably a screw wheel. Thus, the construction can always be particularly compact.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'élément de verrouillage du dispositif de verrouillage est en une seule pièce avec la seconde pièce de la transmission. Cela signifie que la seconde pièce de la transmission est prévue comme élément de verrouillage et comporte une denture correspondante pour venir en prise avec la première partie de transmission. According to another advantageous characteristic, the locking element of the locking device is in one piece with the second part of the transmission. This means that the second part of the transmission is provided as a locking member and has a corresponding toothing for engaging the first transmission part.

Le dispositif de verrouillage comporte de préférence une installation de butée pour définir la position de fin de course d'au moins une pièce de transmission et/ou de l'élément de verrouillage. The locking device preferably comprises an abutment device for defining the end position of at least one transmission part and / or the locking element.

La présente invention concerne également un frein de stationnement équipé d'un dispositif de verrouillage tel que défini ci-dessus. The present invention also relates to a parking brake equipped with a locking device as defined above.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté schématique d'un dispositif de verrouillage correspondant à un premier exemple de réalisation de l'invention, l'élément à ressort étant représenté en coupe. Drawings The present invention will be described below in more detail with the aid of an exemplary embodiment shown in the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic side view of a locking device corresponding to a first embodiment of the invention, the spring element being shown in section.

- La figure 2 est une autre vue de côté du dispositif de verrouillage de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe à échelle agrandie de composants sélectionnés du dispositif de verrouillage selon l'invention, la figure 4 est une vue de dessus d'un autre élément de ressort utilisé dans l'exemple de réalisation. FIG. 2 is another side view of the locking device of FIG. 1; FIG. 3 is an enlarged sectional view of selected components of the locking device according to the invention; FIG. 4 is a view of FIG. above another spring element used in the embodiment.

Description du mode de réalisationDescription of the embodiment

En référence aux figures 1 à 4, on décrira ci-après un dispositif de verrouillage correspondant à un exemple de réalisation de l'invention. With reference to FIGS. 1 to 4, a locking device corresponding to an exemplary embodiment of the invention will be described below.

Selon les figures 1 et 2, le dispositif de verrouillage 1 de l'invention comprend une transmission 2, un moteur électrique 3 cons- tituant le moyen d'entraînement de l'élément de verrouillage ainsi qu'un élément de verrouillage 4. L'élément de verrouillage 4 permet par exemple le verrouillage mécanique de la position de stationnement d'un pis-ton de frein non représenté. L'élément de verrouillage 4 peut effectuer un mouvement de va-et-vient dans la direction de la double flèche A (voir figure 2) par le moteur électrique 3 et la transmission 2. According to FIGS. 1 and 2, the locking device 1 of the invention comprises a transmission 2, an electric motor 3 constituting the driving means of the locking element and a locking element 4. locking element 4 allows for example the mechanical locking of the parking position of a not shown brake pis-ton. The locking element 4 can move back and forth in the direction of the double arrow A (see FIG. 2) by the electric motor 3 and the transmission 2.

Dans cet exemple de réalisation, la transmission 2 se compose de deux parties à savoir une vis 5 et une roue à vis 6 en prise avec celle- ci. Selon la figure 2, la roue à vis 6 est réalisée directement sur l'élément de verrouillage 4. Mais la roue à vis 6 peut également faire corps avec l'élément de verrouillage 4. In this embodiment, the transmission 2 consists of two parts, namely a screw 5 and a screw wheel 6 engaged therewith. According to FIG. 2, the screw wheel 6 is made directly on the locking element 4. But the screw wheel 6 can also be integral with the locking element 4.

Comme cela apparaît notamment aux figures 1 et 3, un élément de ressort 7 est interposé entre l'arbre de sortie 8 du moteur électrique 3 et la vis 5 de la transmission 2. Dans cet exemple de réalisation, l'élément de ressort 7 est un ressort de torsion, cylindrique, qui est mis en précontrainte par une rotation relative entre l'arbre moteur 8 et la vis 5. Le ressort de torsion 7 est réalisé comme ressort à branche et l'une des ses extrémités comporte une première branche 7a et l'autre extrémité, une seconde branche 7b. Les deux branches 7a, 7b sont dirigées vers l'intérieur du ressort. Les branches 7a, 7b servent à fixer l'élément de ressort 7 à l'arbre moteur 8 et à la vis 5. Pour cela, l'arbre moteur 8 et la vis 5 comportent des parties en saillie ou des perçages recevant les deux branches 7a, 7b. Les deux branches 7a, 7b relient l'élément de ressort 7 ainsi solidairement en rotation à l'arbre moteur 8 et à la vis 5. As appears in particular in Figures 1 and 3, a spring element 7 is interposed between the output shaft 8 of the electric motor 3 and the screw 5 of the transmission 2. In this embodiment, the spring element 7 is a torsion spring, cylindrical, which is prestressed by a relative rotation between the drive shaft 8 and the screw 5. The torsion spring 7 is formed as a branch spring and one end has a first branch 7a and the other end, a second branch 7b. The two branches 7a, 7b are directed towards the inside of the spring. The branches 7a, 7b serve to fix the spring element 7 to the drive shaft 8 and to the screw 5. For this, the drive shaft 8 and the screw 5 have projecting parts or bores receiving the two branches. 7a, 7b. The two branches 7a, 7b connect the spring element 7 thus jointly in rotation with the drive shaft 8 and the screw 5.

La figure 4 est de nouveau une vue de dessus de l'élément de ressort selon l'invention montrant en particulier la première branche 7a dirigée vers l'intérieur. De la même manière, la seconde branche ou élément de branche 7a est dirigée également vers l'intérieur. La longueur en saillie vers l'intérieur des éléments de branche 7a, 7b correspond ainsi la profondeur de la cavité de l'arbre moteur 8 ou de la vis 5. Figure 4 is again a top view of the spring element according to the invention showing in particular the first branch 7a directed inwardly. In the same way, the second branch or branch element 7a is also directed inwards. The length protruding inwards of the branch elements 7a, 7b thus corresponds to the depth of the cavity of the driving shaft 8 or of the screw 5.

Comme cela apparaît en outre à la figure 2, le boîtier 9 du frein de stationnement comporte une première butée 10. La zone latérale de la roue à vis 6 comporte une seconde butée 11. Les deux bu- tées 10, 11 coopèrent de façon que pour une rotation dans une première direction, l'élément de verrouillage 4 se déplace axialement jusqu'à ce que la butée 11 rencontre la butée 10 du boîtier 9. Lorsqu'on se trouve dans cette position de butée, l'élément de verrouillage 4 est dans sa position de début de course ou sa position de fin de course. As furthermore appears in FIG. 2, the housing 9 of the parking brake has a first stop 10. The lateral zone of the screw wheel 6 comprises a second stop 11. The two stoppers 10, 11 cooperate in such a way that for a rotation in a first direction, the locking element 4 moves axially until the stop 11 meets the abutment 10 of the housing 9. When in this abutment position, the locking element 4 is in its starting position or end position.

Partant de cette position de butée, lorsque le moteur électrique 3 fonctionne, on déplace axialement l'élément de verrouillage 4 jusqu'à ce que le frein de stationnement en prise soit verrouillé mécaniquement. Starting from this stop position, when the electric motor 3 is operating, the locking element 4 is moved axially until the parking brake engaged is mechanically locked.

En outre, un palier 12 est réalisé entre l'arbre moteur 8 et la vis 5. En d'autres termes, par l'un de ses côtés, la vis 5 est reliée à l'arbre moteur 8. Pour cela, l'arbre moteur 8 comporte un élément d'axe 8a logé de façon libre en rotation et coulissant axialement dans un perçage 5a de la vis 5. In addition, a bearing 12 is formed between the drive shaft 8 and the screw 5. In other words, by one of its sides, the screw 5 is connected to the drive shaft 8. For this, the motor shaft 8 comprises an axle member 8a rotatably and axially slidable in a bore 5a of the screw 5.

L'élément de verrouillage 1 selon l'invention fonctionne de la manière suivante: Lorsque le moteur électrique 3 fonctionne, son arbre de sortie ou arbre moteur 8 tourne dans une direction. La flèche B de la figure 1 désigne un sens de rotation possible de la roue à vis 6. Comme l'arbre moteur 8 est relié solidairement à l'élément de ressort 7 par la seconde branche 7b, l'élément de ressort 7 est ainsi entraîné en rotation. Cette première branche 7a entraîne également en rotation la vis 5 qui entraîne ainsi la roue à vis 6. Comme l'élément de verrouillage 4 est relié à une installation à broches non représentée, le mouvement de rotation de la roue à vis 6 transmis à l'élément de verrouillage 4 relié à la roue à vis se transforme en un mouvement axial dans la direction de la vue de la flèche A. Le sens d'entraînement du moteur électrique dé- termine la direction axiale du mouvement de l'élément de verrouillage 4. The locking element 1 according to the invention operates as follows: When the electric motor 3 is running, its output shaft or motor shaft 8 rotates in one direction. The arrow B in FIG. 1 designates a possible direction of rotation of the screw wheel 6. As the drive shaft 8 is integrally connected to the spring element 7 by the second branch 7b, the spring element 7 is thus rotated. This first branch 7a also rotates the screw 5 which thus causes the screw wheel 6. As the locking element 4 is connected to a not shown pin installation, the rotational movement of the screw wheel 6 transmitted to the The locking element 4 connected to the screw wheel is converted into an axial movement in the direction of the view of the arrow A. The driving direction of the electric motor determines the axial direction of the movement of the locking element. 4.

Lorsque l'élément de verrouillage 4 a verrouillé mécaniquement un piston de frein, l'élément de verrouillage 4 ne peut plus continuer dans le sens de rotation défini par le moteur électrique 3. Cela se traduirait normalement par le blocage de l'arbre 8 du moteur électrique. Mais comme l'arbre moteur 8 est relié par l'élément de ressort 7 à la vis 5, cet élément de verrouillage 4 et la roue à vis 6 ne bloquent que la vis 5. L'arbre moteur 8 peut ainsi continuer à tourner et fonctionne contre la force développée par l'élément de ressort 7. Cela se traduit par la mise en précontrainte de l'élément de ressort 7. Comme la rotation permanente de l'arbre moteur 8 fait augmenter en continu la force de ressort développée par l'élément de ressort 7, le courant de-mandé par le moteur électrique augmente également de façon continue. When the locking element 4 has mechanically locked a brake piston, the locking element 4 can not continue in the direction of rotation defined by the electric motor 3. This would normally result in the locking of the shaft 8 of the electric motor. But as the drive shaft 8 is connected by the spring element 7 to the screw 5, this locking element 4 and the screw wheel 6 only lock the screw 5. The motor shaft 8 can thus continue to rotate and operates against the force developed by the spring element 7. This results in the prestressing of the spring element 7. As the permanent rotation of the drive shaft 8 continuously increases the spring force developed by the spring element 7, the current de manded by the electric motor also increases continuously.

Cette augmentation de courant peut être détectée par un capteur et en cas de dépassement d'une valeur prédéterminée, le moteur électrique 3 est coupé avant qu'il ne risque d'être endommagé. This increase in current can be detected by a sensor and if a predetermined value is exceeded, the electric motor 3 is cut before it is likely to be damaged.

Comme l'arbre moteur 8 est monté libre en rotation dans le palier 12 ou à l'intérieur du moteur électrique, après la coupure du moteur électrique, l'élément de ressort 7 peut se détendre et l'arbre moteur 8 tournera alors dans le sens opposé à celui dans lequel il tournait jusqu'alors. As the drive shaft 8 is rotatably mounted in the bearing 12 or inside the electric motor, after the electric motor is cut off, the spring element 7 can relax and the drive shaft 8 will then turn in the opposite direction to the one in which it was turning.

Ainsi, grâce à l'élément de ressort 7 entre l'arbre moteur 8 et la vis 5, on évite que le moteur ne soit détruit par un courant élec- trique trop intense lors du blocage de l'élément de verrouillage 4. Thus, thanks to the spring element 7 between the motor shaft 8 and the screw 5, it is avoided that the motor is destroyed by an excessive electrical current when the locking element 4 is locked.

De la même manière que le verrouillage du piston de frein décrit ci-dessus, l'invention fonctionne également pour le mouvement en sens opposé lorsque la roue à vis 6 et la butée 11 qu'elle porte rencontrent la butée 10 du boîtier 9. Dans ce cas, l'élément de verrouillage 4 et les deux parties de transmission sont bloqués mécaniquement si bien que l'élément de ressort 7 sera de nouveau précontraint par la poursuite de la rotation de l'arbre moteur 8. In the same way as the locking of the brake piston described above, the invention also functions for the movement in the opposite direction when the screw wheel 6 and the abutment 11 which it bears meet the abutment 10 of the housing 9. In in this case, the locking element 4 and the two transmission parts are mechanically locked so that the spring element 7 will again be prestressed by the further rotation of the drive shaft 8.

Il est à remarquer que la disposition de l'élément de ressort 7 entre l'arbre moteur 8 et la vis 5 permet également un meilleur amortissement en torsion pendant le fonctionnement du dispositif de verrouillage. It should be noted that the arrangement of the spring element 7 between the drive shaft 8 and the screw 5 also allows a better torsional damping during the operation of the locking device.

Claims

1) Device for locking a position of a vehicle parking brake, characterized by a locking element (4), an electric motor (3), a transmission (2) composed of at least a first transmission part (5) and a second transmission part (6), and provided between the electric motor (3) and the locking element (4), and a spring element (7) which connects the motor shaft (8). ) of the electric motor (3) and the first part (5) of the transmission, to transmit the rotation of the drive shaft (8) to the first transmission part (5) via the spring element ( 7).

2) Locking device according to claim 1, characterized in that the spring element (7) is a torsion spring or a coil spring.

3) Locking device according to claim 1, characterized in that the spring element (7) comprises a first leg region (7a) and a second leg region (7b), the first zone (7a) providing the connection between the spring element and the first transmission part (5) and the second leg region (7b) providing the connection between the spring element and the motor shaft (8).

4) Locking device according to claim 1, characterized by a guide zone (12) for guiding and serving as a bearing on the first transmission part (5).

5) Locking device according to claim 7, characterized in that the guide member is an endpiece (8a) of the output shaft (8) and has a bore (5a) receiving the first transmission part (5) and the axis member (8a) passes into the bore (5a).

6) Locking device according to claim 1, characterized in that the first transmission portion (5) and a screw and the second transmission portion (6) is a screw wheel.

7) Locking device according to claim 1, characterized in that the locking element (4) is integral with the second transmission part (6).

8) Locking device according to claim 1, characterized by an abutment installation (10, 11) for defining a final position / start of at least one transmission component and / or the locking element (4).

9) parking brake comprising a locking device according to any one of claims 1 to 8.