專利名稱：停車制動器的操作機構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種操縱停車制動器的操作機構，特別是一種機動車輛的停車制動器，其優選地由電動馬達驅動。
背景技術：
現有技術為停車制動器和手制動器提供了不同的解決方案。機動車輛的停車制動器通常作用在車輛的后輪胎上，由帶鞘線纜致動。停車制動器通常由手柄致動。一方面由于對停車制動器的操縱要相當用勁，特別是上了年紀的駕駛人員不能如需地進行操作。從而，一方面會發生安全方面的危險，因為在停車時車輛會后退；另一方面，停車制動器使用起來并不舒服。在現有技術中也公知有用腳致動的停車制動器，其基本上也存在同樣的效應—只不過數量上有所減少。為了減少這種效應且提供對停車制動器的舒適操作，在現有技術中建議了停車制動器，其例如通過電動馬達而不是手動地驅動。
因此，DE19818339C1公開了一種制動系統，其中制動器通過線纜卷輥操縱，由電動馬達驅動。為此，后輪胎制動線纜組件的末端連接到線纜卷輥周邊的對側。線纜卷輥旋轉時，相同長度的兩根制動線纜同時地卷到線纜卷輥上，從而一致地制動后輪胎。不利在于，為了保證對剎車一致的操縱而需要大費用地調整制動線纜的長度。此外，因為制動線纜的長度在使用中會發生變化，必須對其進行定期的檢查和調整。
在WO98/5663中描述了另一種客車的電動停車制動器系統。文獻公開了一種客車的停車制動器的操作機構，其具有一個致動機構，此致動機構包括一個例如電動馬達的馬達驅動器，以繃緊或者松開車輛制動系統的制動線纜。操作機構包括一個制動線纜的致動器，其由與測力機構相連的驅動器致動。
從DE19755933中得知一種機動車輛停車制動的操作機構，其具有一個包括馬達驅動器的致動器，以繃緊或者松開車輛制動系統的制動線纜組件。該驅動器連接到一個可沿縱軸旋轉而不能沿縱軸移動的構件。此構件與一個套疊式可伸縮的組件連接，可伸縮組件布置成可沿縱軸方向移動，其中，套疊式可伸縮組件的軸向長度依據構件的旋轉方向增加或者減小。套疊式可伸縮組件的每個軸端分別直接或者間接地連接到制動系統一制動器的一個制動線纜。
最后，從DE10043739.7中得知一種機動車輛的停車制動器，其具有至少兩個制動線纜組件，包括一個具有連接構件的致動器，其中，兩個制動線纜組件在兩個連接位置與這個連接構件連接。此外，提供了一種操作機構，其以如下方式設置且與致動器連接連接位置的距離可以可控制地改變，從而連接位置之間可以相對地彼此靠近或者分開。
這些結構的不利之處在于，停車制動器的操作速度只能由馬達的旋轉速度來控制。為了獲得不同的操作速度，例如快速繃緊和緩慢松弛停車制動器，馬達必須以不同的旋轉速度驅動。為了避免在過高或者過低轉速時馬達的超載，必須設計馬達的尺寸，從而馬達在不利的轉動速度范圍內也提供所需要的扭矩。這導致馬達的尺寸過大。
還有一個問題在于，在起動時，驅動馬達必須克服全部的摩擦以及系統內力，從而需要了很大的坡升電流。
機動車輛的停車制動器還是一個與安全有關的構件，必須保證其高度的可靠性，例如在驅動馬達失靈的情況下。為此，現有技術建議了停車制動器手動操作的機械系統。
基于這些現有技術，因此本發明根本的問題在于提供一種停車制動器，其可以不同的操作速度致動相連的制動器，從而避免了馬達的大坡升電流以及保證了很高的可靠性。

發明內容
本發明通過一種停車制動器系統解決了這個問題，其通過制動線纜致動機動車輛的至少一個停車制動器，制動線纜由操作機構繃緊或者松弛。
本發明基于這樣的基本思想兩個致動構件彼此嚙合且各自獨立地驅動。通過致動構件彼此之間的相對運動，致動與致動構件相連的制動器。致動構件之間的相對移動—從而，剎車的致動速度—通過對本發明相應致動構件的獨立驅動可以在一個廣闊的范圍內進行控制。
因此，優選地，本發明的操作機構包括驅動第一致動構件的第一驅動元件和驅動第二致動構件的第二驅動元件，其中第二致動構件嚙合第一致動構件，且由于第一致動構件相對于第二致動構件的相對移動，至少一根制動線纜繃緊或者松弛，以致動至少一個停車制動器。
在本發明的第一實施方式中，第一致動構件設計成一個螺母，第二致動構件設計成一根軸，其中軸通過螺紋旋入螺母內。
因此，優選地，本發明的操作機構包括一個驅動螺母的驅動元件和一個驅動軸的驅動元件，其中，軸旋入螺母內。由于軸相對于螺母的相對運動，至少一根制動線纜繃緊或者松弛，以致動至少一個停車制動器。
停車制動器的致動速度取決于軸與螺母之間的旋轉速度。通過對軸和螺母的分開驅動，幾乎可以獲得所有需要的致動速度。通過使用相反的旋轉方向可以獲得很高的操作速度，而通過對軸和螺母使用相同的旋轉方向但是不同的旋轉速度，來獲得很低的操作速度。這對于受控釋放停車制動器以在山坡上發動車輛是有利的。
依據本發明，優選地，每個驅動元件分別包括一個驅動馬達，優選地為電動馬達。優選地，一個或兩個驅動元件還包括一個變速箱，其分別地與驅動馬達連接。為了避免大坡升電流，優選地，兩個驅動馬達相繼地發動。驅動馬達的大坡升電流然后暫時地錯開，從而，它們不會使機動車輛的車載電氣網超載。后者發動驅動馬達，只需要克服更小的摩擦，因為部分的操作機構已經處于運動之中。
由于驅動馬達的冗余結構，操作機構具有很高的可靠性。如果一個驅動馬達失靈，操作機構也還是可以工作的。在緊急操作時，一個驅動馬達足以致動相連的制動器。
在另一個優選實施方式中，驅動元件包括至少一個在每個驅動元件內的小齒輪，以把扭矩從驅動元件傳遞到螺母或者軸。優選地，每個驅動元件還包括至少一個支承體，其通過螺母或軸的軸向位移軸向地移動至少一個小齒輪。通過支承體，小齒輪和螺母或者軸的驅動輪受到導引，因而相互對齊。進一步優選地，每個驅動元件包括至少一個牢靠的(positive)軸桿連接，其可移動地支承至少一個驅動小齒輪。通過這些牢靠的連接，驅動馬達的旋轉運動傳遞到驅動元件，其中，驅動元件可以相對于驅動馬達軸向地位移，驅動馬達固定地安裝于座內。優選地，這些牢靠連接包括花鍵軸桿連接、滑鍵連接或者多邊形連接。這些牢靠的軸桿連接允許在傳遞扭矩的同時進行軸向位移。
依據另一個優選實施方式，操作機構還包括制動線纜，其與支承體相連接。由軸旋入螺母所導致支承體的相對軸向位移將導致與其相連的制動線纜的繃緊或者松弛，從而引起停車制動器的啟動或者松開。因為支承體與軸和螺母一起相對于驅動元件是可移動的，在至少兩根制動線纜上的拉力可以自行補償。從而，停車制動器分別地由相同的力致動。
在另一個優選實施方式中，操作機構包括一個座。
此外，本發明通過致動停車制動器的方法解決了根本問題，通過一個包括一對兩個彼此嚙合的致動元件的操作機構，其中第一驅動元件驅動第一致動構件而第二驅動元件驅動第二致動構件，以繃緊或者松弛至少一根制動線纜，驅動元件以相同以及相反的旋轉方向驅動。在驅動元件以相反的旋轉方向驅動的情況下，可以獲得停車制動器的高致動速度；當驅動元件以相同方向驅動時，可以獲得低致動速度。
在本發明的一個優選實施方式中，驅動元件用不同的旋轉速度驅動。在兩個驅動元件結構對稱的情況下，依據發明，優選地，在第一和第二致動構件之間出現一個旋轉速度差。
依據本發明方法的另一個優選實施方式，在旋轉方向相同的情況下，第一和第二致動構件之間的旋轉速度差，決定了至少一個制動線纜繃緊或者松弛的速度。因此，通過操作機構，制動線纜的繃緊或者松弛可以是很快或者是很慢的。此外，避免了在馬達中使用不利的旋轉速度。
本發明另外的優選實施方式列于相關的權利要求。


下文參照附圖描述了本發明的優選實施方式。其顯示了圖1顯示了一個在打開座內的本發明操作機構的優選實施方式；圖2是本發明操作機構的優選實施方式的示意圖。
具體實施例方式
本發明的機動車輛停車制動器系統包括至少一個停車制動器，停車制動器由本發明的操作機構通過至少一個制動線纜繃緊或者松弛。因此，操作機構替代了通常由機動車輛駕駛員致動的手動操作桿或者腳踏板。
下面參照附圖1和2，描述本發明操作機構的一個優選實施方式。
在第一優選實施方式中，停車制動器系統的操作機構1包括一個從動螺母40以及一個螺紋旋于其內的從動軸50。螺母40以及軸50相對于座130可線性移動地安裝。在螺母40的第一支承體90上連接第一制動線纜110。在軸50的第二支承體100上連接第二制動線纜120。軸50與螺母40的相對移動引起支承體90、100之間彼此接近或者遠離的線形移動，進而使連接于其上用以相應地致動制動器的制動線纜110、120繃緊或者松弛。
操作機構1由兩個驅動馬達10、80驅動。在第一優選實施方式中，優選地，驅動馬達10、80是電動馬達。除了電動馬達之外，也可以用液壓馬達或者壓縮空氣驅動馬達作為驅動馬達。驅動馬達10、80安裝于座130內。為了調配驅動馬達10、80的旋轉速度，還可以在驅動馬達10、80上分別地連接一個變速箱(未示)。這個變速箱特別優選為行星齒輪。
優選地，驅動馬達10、80的輸出軸桿上或者應用變速箱時的輸出軸桿上設置牢靠(positive)的軸桿連接20、70。驅動馬達10、80通過這些軸桿連接20、70分別驅動驅動小齒輪30、60。軸桿連接20、70可以制成任意的牢靠軸桿連接，例如滑鍵連接、花鍵軸桿連接或者多邊形連接。因此，驅動小齒輪30、60受到驅動，它們可以沿軸桿連接20、70軸向移動。
在這個優選實施方式中，驅動小齒輪30與從動螺母40的外齒輪裝置45嚙合且通過旋轉運動將其驅動。驅動小齒輪30和螺母40都支承于支承體90內。因此，保證了驅動小齒輪30與螺母40一起軸向移動。優選地，第一制動線纜110安裝于支承體90上。
軸50的驅動與螺母40的驅動是類似的。驅動小齒輪60與軸50的外齒輪裝置55嚙合。軸50的支承體100確保驅動小齒輪60與軸50一起進行軸向移動。第二制動線纜120安裝于軸50的支承體100上。
在上述的變速箱構件中使用金屬或者高強度的塑料材料。優選地，支承體90、100由金屬板組成。
對位于驅動小齒輪30與螺母的外齒輪裝置45之間以及驅動小齒輪60與軸的外齒輪裝置55之間的這對齒輪的選擇要能將所需扭矩傳遞到螺母40和軸50。軸50與螺母40的引導以及驅動馬達10和80的扭矩決定了可以分別施加于制動線纜110與120上的拉力。
上述示例性描述的兩個獨立從動和嚙合的致動構件的原理也可以有其它的實施方式。在另一個優選實施方式中，獨立從動的致動構件設計成兩個在外螺紋處彼此嚙合的軸(未示)。在另一個優選實施方式中，優選地，致動構件可以具有一個帶內螺紋的軸(未示)，而這個軸與一個具有外螺紋的軸嚙合。
對于上述停車制動器的操作機構的優選實施方式，其制動過程如下。一個控制用電子器件(未示)控制驅動馬達10和80的旋轉速度和旋轉方向。為了描述操作機構1的功能，首先假設驅動馬達沿相反方向的旋轉速度相同。這種致動用于快速繃緊或者松弛制動線纜110和120。下述的旋轉方向整體上涉及整個操作機構。驅動馬達10的電流由電子器件供應，例如以逆時針轉動驅動小齒輪30。螺母40通過外齒輪裝置45與驅動小齒輪30嚙合，從而順時針地轉動。如果螺母40以及安裝軸50的螺紋右旋，則螺母40旋入軸50。從而，螺母40與軸50的驅動輪52之間的距離減小。
同時，優選地，本發明的第二驅動馬達80也由電子器件供應電流，從而它的輸出軸例如順時針地轉動。因此，驅動小齒輪60也順時針地轉動，軸50的驅動輪52的外齒輪裝置55因與驅動小齒輪60嚙合因而逆時針地轉動。由于這個運動，軸50旋入螺母40內，軸50的輪子52與螺母40之間的距離減小。從而，驅動馬達80、10相反的旋轉運動引起軸50快速地旋入或者旋出螺母40。
支承體90和100把螺母40和軸50的驅動輪52之間的距離變化傳遞到連接于其上的制動線纜110和120。螺母40和軸50的驅動輪52之間的距離減小引起制動線纜110和120的繃緊，從而致動停車制動器。螺母40和軸50的驅動輪52之間的距離增加引起制動線纜110和120的松弛，從而暫停制動效應。由于在軸桿連接20、70上具有充分的螺旋機構可移動支承，在制動線纜110、120上的拉力是相等的。因此，在正常情況下，隨之致動的機動車輛的兩個致動器(未示)同時地繃緊或者松弛。
通過本發明優選實施方式的操作機構1，可以精確地設定致動速度。在下文中認為，在優選實施方式中，驅動小齒輪30與螺母40的外齒輪裝置45之間的齒輪減速的關系，以及驅動小齒輪60與軸50驅動輪52的外齒輪裝置55之間的齒輪減速的關系是相同的。因此，所有的驅動構件10、30、90或者60、80、100都是對稱設計的。
如果停車制動器需要快速致動，則設定驅動馬達80、10的旋轉方向相反。如果停車制動器需要緩慢且靈敏地致動，則使驅動馬達80、10的旋轉方向相同但是旋轉速度不同。根據驅動馬達10、80中哪一個的旋轉速度更快，軸50旋入或旋出螺母40。因此，致動速度取決于驅動馬達10、80旋轉速度的差異，且并不取決于它們各自的絕對旋轉速度。從而，驅動馬達10、80可以在其最佳扭矩范圍內工作。避免了過高或者過低的旋轉速度。
因為驅動馬達由控制用電子器件相繼地而不是同時地啟動，所以避免了驅動馬達10、80的大的坡升電流。驅動馬達的坡升電流然后暫時地彼此錯開而不是同時發生。從而，機動車輛的電氣網不會過載。
這個優選實施方式還是高度可靠的。如果驅動馬達10、80之一失靈，停車制動器仍然可以分別由另一個驅動馬達致動。在緊急模式下，一個驅動馬達10、80就已經足以致動與之連接的制動器。然而，不能保證制動器非常快的或者是非常敏感的致動。
停車制動器的這些操作機構1的特殊構造，揭開了停車制動器新的應用領域。為了安全自動地繃緊制動器以停車，快速致動的可能性是特別優選的。為了靈敏松開制動器以在山坡上發動車輛，優選地，采取馬達10、80同向轉動的慢致動模式。
通過使用適合的與機動車輛的制動踏板相連接的控制，可以通過自動地松開停車制動器，可靠地避免車輛在山坡上發動時的倒退。從而，制動效應不會突然中止，而是與離合器的位置以及馬達的旋轉速度相配合。在另一個優選實施方式中，對致動機構的控制可以通過普通的車載電子電路實現，從而，可以通過停車制動器完成自動的制動以及發動。
附圖標記列表1操作機構10 第一驅動馬達20 第一軸桿連接30 第一驅動小齒輪40 螺母45 螺母的外齒輪裝置50 軸52 軸的驅動輪55 軸的驅動輪的外齒輪裝置60 第二驅動小齒輪70 第二軸桿連接80 第二驅動馬達90 螺母的支承體100 軸的支承體110 第一制動線纜120 第二制動線纜130 座
權利要求
1.一種致動至少一個停車制動器的操作機構(1)，特別是機動車輛的停車制動器，其包括a.一個驅動第一致動構件(40)的第一驅動元件(10、30、90)；b.一個驅動第二致動構件(50)的第二驅動元件(60、80、100)，其中第二致動構件(50)與所述第一致動構件(40)嚙合；c.其中，根據第一致動構件(40)相對于第二致動構件(50)的相對移動，至少一根制動線纜(110、120)繃緊或者松弛，以致動至少一個停車制動器。
2.如權利要求1所述的操作機構(1)，其包括設計成螺母(40)的第一致動構件和設計成軸(50)的第二致動構件，其中，軸(50)通過螺紋旋入螺母(40)。
3.如權利要求1或2所述的操作機構(1)，其中，每個驅動元件(10、30、90或60、80、100)都包括一個電動馬達(10、80)和一個變速箱。
4.如權利要求1至3任一項所述的操作機構(1)，其中，驅動元件(10、30、90、60、80、100)還包括a.位于每個驅動元件(10、30、90、60、80、100)內的至少一個驅動小齒輪(30、60)，以把扭矩從驅動元件(10、30、90、60、80、100)傳遞到螺母(40)或者軸(50)；b.位于每個驅動元件(10、30、90、60、80、100)內的至少一個支承體(90、100)，其用于由螺母(40)或軸(50)的軸向位移而導致相應的至少一個驅動小齒輪(30、60)的軸向位移；以及c.位于每個驅動元件(10、30、90、60、80、100)內的至少一個軸桿連接(20、70)，其用作相應的至少一個驅動小齒輪(30、60)的移動支承。
5.如權利要求4所述的操作機構(1)，其中，軸桿連接(20、70)包括花鍵軸桿連接、滑鍵連接或者多邊形連接。
6.如權利要求1至5任一項所述的操作機構(1)，還包括連接于支承體(90、100)的制動線纜(110、120)。
7.如權利要求6所述的操作機構(1)，其中，制動線纜(110、120)的拉力由驅動小齒輪(30、60)在軸桿連接(20、70)上的可移動安裝進行補償。
8.如權利要求1至7任一項所述的操作機構(1)，還包括一個座(130)。
9.一種用操作機構(1)致動停車制動器的方法，包括一對兩個彼此嚙合的致動構件(40、50)，其中第一驅動元件(10、30、90)驅動第一致動構件(40)，第二驅動元件(60、80、100)驅動第二致動構件(50)，且其中為了繃緊或者松弛至少一根制動線纜(110、120)，驅動元件(10、30、90、60、80、100)以相同以及相反的旋轉方向被驅動。
10.如權利要求9所述的方法，其中，驅動元件(10、30、90、60、80、100)以不同的旋轉速度驅動。
11.如權利要求9或10任一項所述的方法，其中，當驅動元件(10、30、90、60、80、100)的旋轉方向相同時，第一致動構件(40)與第二致動構件(50)之間的旋轉速度差決定了所述的至少一根制動線纜(110、120)繃緊或者松弛的速度。
全文摘要
本發明涉及一種通過制動線纜(110、120)操縱機動車輛至少一個停車制動器中的操作機構(1)。操作機構(1)包括一個驅動第一致動構件(40)的第一驅動元件(10、30、90)和一個驅動第二致動構件(50)的第二驅動元件(60、80、100)，其中第二致動構件(50)嚙合所述第一致動構件(40)。根據第一致動構件(40)相對于第二致動構件(50)的相對移動，至少一根制動線纜(110、120)繃緊或者松弛，以致動至少一根制動線纜。此外，本發明包括一種用操作機構(1)致動停車制動器的方法，其中，為了繃緊或者松弛至少一根制動線纜(110、120)，驅動元件(10、30、90、60、80、100)以相同以及相反的旋轉方向被驅動。
文檔編號F16D65/28GK1675096SQ03819065
公開日2005年9月28日 申請日期2003年8月7日 優先權日2002年8月7日
發明者若姆·特拉達斯·普拉特, 杰休斯·阿爾瓦雷斯·弗洛雷斯, 若爾迪·維達爾·霍爾內特, 伊斯梅爾·卡勒容一世·阿格拉蒙特 申請人:菲科線纜有限公司