可機(jī)電地和液壓地被啟動(dòng)并具有可選自鎖的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器的制造方法
【專利摘要】一種機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，特別是能以液壓和機(jī)電二者組合型式被啟動(dòng)的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，其具有致動(dòng)器組件(A)，該致動(dòng)器組件包括：外殼(AG)；致動(dòng)器元件(BK)，其可相對(duì)于外殼(AG)移動(dòng)，以便液壓地或機(jī)電地移動(dòng)制動(dòng)片；馬達(dá)操作的驅(qū)動(dòng)器(EM)；布置在馬達(dá)操作的驅(qū)動(dòng)器(EM)和可移動(dòng)的致動(dòng)器元件(BK)之間的移動(dòng)機(jī)構(gòu)；分配給移動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪裝置(GS1、GS2、GS3)；和獨(dú)立的自鎖裝置(SHV)，其設(shè)計(jì)為必要時(shí)阻擋移動(dòng)機(jī)構(gòu)并且被集成到馬達(dá)操作的驅(qū)動(dòng)器內(nèi)。
【專利說(shuō)明】可機(jī)電地和液壓地被啟動(dòng)并具有可選自鎖的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器
[0001]本發(fā)明涉及一種具有致動(dòng)器組件的可機(jī)電和液壓操作的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，該機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器包括:
[0002]-外殼，
[0003]-致動(dòng)器元件，該致動(dòng)器元件相對(duì)于外殼是可移動(dòng)的，用于制動(dòng)片的液壓的或機(jī)電的位移，
[0004]-馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器，
[0005]-布置在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器和可移動(dòng)的致動(dòng)器之間的移位機(jī)構(gòu)，
[0006]-分配給移位機(jī)構(gòu)的齒輪裝置，和
[0007]-獨(dú)立的自鎖裝置，其設(shè)計(jì)為需要時(shí)鎖定移位機(jī)構(gòu)，
[0008]其中移位機(jī)構(gòu)具有滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)器，其具有主軸和螺母，其中一個(gè)部件可選擇地通過(guò)主軸螺母驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，另一部件可以線性地在外殼內(nèi)作為主軸螺母被移動(dòng)，用于通過(guò)主軸螺母部件的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而使致動(dòng)器元件移位。
[0009]長(zhǎng)期以來(lái)，機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器一直在使用，其中駕駛車輛時(shí)正常操作制動(dòng)的情況下制動(dòng)片以通常的方式液壓移位，但是其中對(duì)于駐車制動(dòng)功能的激活，在制動(dòng)位置會(huì)發(fā)生制動(dòng)片的機(jī)電位移或制動(dòng)片的至少一種機(jī)電觸發(fā)鎖定。這種機(jī)動(dòng)車制動(dòng)提供的優(yōu)點(diǎn)是，可以通過(guò)激活開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)單操作來(lái)更方便地激活或釋放駐車制動(dòng)功能。
[0010]這種機(jī)電和液壓操作的機(jī)動(dòng)車的制動(dòng)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。
[0011]文獻(xiàn)W02008/037738A1因此描述了一種機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，其可以以液壓和機(jī)電兩種方式操作。在正常操作環(huán)境中，也就是，當(dāng)駕駛車輛時(shí)，該機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器以通常的方式液壓操作。然而，對(duì)于駐車制動(dòng)的激活，激活機(jī)電操作功能。這樣做時(shí)，電馬達(dá)被觸發(fā)，通過(guò)齒輪裝置而經(jīng)由移位機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)主軸螺母裝置。齒輪裝置設(shè)計(jì)成通過(guò)蝸輪自鎖以防止駐車制動(dòng)被激活時(shí)駐車制動(dòng)效果被削弱。然而，自鎖效果具有只能實(shí)現(xiàn)很低程度的效率的缺點(diǎn)，以至于部件，尤其是電馬達(dá)，必須設(shè)計(jì)得相對(duì)強(qiáng)大并必須具有高功率消耗。事實(shí)上該系統(tǒng)的總效率是由部件的各自的效率的乘積構(gòu)成的。例如，效率來(lái)源于馬達(dá)的效率、下游齒輪裝置和主軸螺母裝置的效率的乘積。因此，利用具有自鎖效果的齒輪裝置只能實(shí)現(xiàn)30%以下范圍內(nèi)的效率。
[0012]文獻(xiàn)DElO2012 208 294A1描述了一種機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，其中獨(dú)立自鎖裝置直接裝在螺母主軸組件上。特別是參考該文獻(xiàn)的圖8，其示出了自鎖裝置，其被設(shè)計(jì)為耦合裝置41，布置在滾動(dòng)體斜齒輪和制動(dòng)活塞之間。這種自鎖裝置與主軸螺母和滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)器的直接空間相關(guān)性具有在制動(dòng)的激活和制動(dòng)狀態(tài)(駐車)維持時(shí)產(chǎn)生的反作用力必須通過(guò)自鎖裝置充分程度的吸收。自鎖裝置必須設(shè)計(jì)為堅(jiān)實(shí)的，因此，作為一種結(jié)果，它占用了大量的空間。因此，制動(dòng)器還必須設(shè)計(jì)成在軸向方向不成比例的大，特別是相對(duì)于螺紋主軸來(lái)說(shuō)。
[0013]此外，文獻(xiàn)DElO 2011 102 860A1公開(kāi)了一種機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，與現(xiàn)有技術(shù)相比其有所改進(jìn)，其中自鎖裝置靠近主軸螺母裝置布置但集成到齒輪裝置，使得相對(duì)于螺紋主軸來(lái)說(shuō)在軸向方向的安裝空間可以減少。這種制動(dòng)器可以設(shè)計(jì)成更緊湊。
[0014]文獻(xiàn)DElO 340 250A1描述了一種用于機(jī)動(dòng)車的電子駐車制動(dòng)器，包括第一電子驅(qū)動(dòng)器。該第一電子驅(qū)動(dòng)器作用為在激活位置和釋放位置之間切換駐車制動(dòng)器。為了提高駐車制動(dòng)器相對(duì)于已知的具有自鎖變速檔位的駐車制動(dòng)器的效率，該裝置提供以第二驅(qū)動(dòng)器形式的另一部件。該第二驅(qū)動(dòng)器可以在鎖定位置和釋放駐車制動(dòng)器的位置之間移動(dòng)。在該裝置中的第一驅(qū)動(dòng)器沒(méi)有自鎖作用。
[0015]DE19 750 420A1描述了一種用于機(jī)動(dòng)車的電子可操作制動(dòng)器，其包括駐車裝置。駐車裝置具有棘輪，其以抗轉(zhuǎn)動(dòng)連接方式連接到用于制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)器。此外，駐車裝置具有兩個(gè)棘爪，其可以縮進(jìn)棘輪內(nèi)。這些棘爪可以通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器移位以機(jī)械地鎖定棘輪裝置并因此通過(guò)棘爪在棘輪內(nèi)的嚙合來(lái)制動(dòng)。
[0016]另外的現(xiàn)有技術(shù)從文獻(xiàn)DElO2011 084 190A1中已知，其公開(kāi)了一種具有駐車制動(dòng)裝置的電子可操作機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器。駐車制動(dòng)裝置被裝備成使機(jī)動(dòng)車制動(dòng)在駐車制動(dòng)位置不加電。這樣做，在一個(gè)旋轉(zhuǎn)固定裝置內(nèi)的永磁體與設(shè)置在制動(dòng)的傳動(dòng)系中的磁軛配合。永磁吸力因此導(dǎo)致在傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的非接觸式旋轉(zhuǎn)鎖定。然而，駐車制動(dòng)裝置可以通過(guò)產(chǎn)生直接對(duì)抗永磁體磁場(chǎng)的磁場(chǎng)從而中和永磁體的磁場(chǎng)效應(yīng)而停止。
[0017]本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，其可用來(lái)作為操作制動(dòng)器和駐車制動(dòng)器，且與現(xiàn)有技術(shù)相比進(jìn)一步關(guān)于力流和尺寸優(yōu)化。
[0018]該目標(biāo)由前述中定義的這類機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中它設(shè)置有集成到馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器中的自鎖裝置。
[0019]本發(fā)明具有這樣的優(yōu)點(diǎn):具有通過(guò)包含在其中的變速檔位達(dá)到的遞升或遞減的傳動(dòng)比的整個(gè)齒輪裝置可以用來(lái)減少來(lái)自制動(dòng)片的反作用力，使得自鎖裝置可設(shè)計(jì)成較小的尺寸。此外，本發(fā)明的自鎖裝置在到螺紋主軸的距離方面產(chǎn)生了更多自由度，以便將整個(gè)機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器涉及成具有較小的尺寸，因?yàn)樽枣i裝置可以布置在一個(gè)位置，即在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)，在這里它需要較少的安裝空間。
[0020]本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器的總效率與現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)相比可以改進(jìn)，特別是因?yàn)辇X輪裝置或滾珠絲杠主軸驅(qū)動(dòng)器本身不再需要設(shè)計(jì)有自鎖作用。因此對(duì)于力的傳動(dòng)可以獲得顯著超過(guò)50%的效率，這也有助于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器可以設(shè)計(jì)有較低的功耗，從而也可以設(shè)計(jì)具有更小的尺寸和低功耗。
[0021 ]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，齒輪裝置具有至少兩個(gè)速度，優(yōu)選為三個(gè)或四個(gè)速度。至少兩個(gè)、優(yōu)選三個(gè)或四個(gè)速度的選擇使得得益于相對(duì)較小的馬達(dá)尺寸而有可能獲得相對(duì)高的傳動(dòng)比，而盡管如此移位機(jī)構(gòu)可以被設(shè)計(jì)為相對(duì)緊湊。速度的數(shù)量還允許馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)自鎖裝置較小的尺寸。
[0022]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選設(shè)置成自鎖裝置可以根據(jù)至馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器的供電而被激活和停用。換句話說(shuō)，自鎖裝置可以主動(dòng)被停用，例如當(dāng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器通電時(shí)。于是，它可以通過(guò)電路被連接到馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器。如果馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器不再接收功率，自鎖裝置就被激活并通過(guò)其自鎖作用鎖住致動(dòng)器以防止任何位移。這有效地抵消制動(dòng)器的任何意外釋放。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，例如這可以通過(guò)彈簧機(jī)構(gòu)給自鎖裝置預(yù)加應(yīng)力到利用彈簧作用鎖定移位機(jī)構(gòu)的狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，通過(guò)預(yù)應(yīng)力效應(yīng)，彈簧機(jī)構(gòu)保證自鎖裝置可靠切換到鎖定狀
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[0024]此外，在上下文中，能夠提供的自鎖裝置裝有電磁鐵，其在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器通電下啟動(dòng)，自鎖裝置抵抗彈簧機(jī)構(gòu)的作用切換到非鎖定狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，電磁鐵可能集成到馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器。在本發(fā)明的變型中，可以實(shí)現(xiàn)非常緊湊的設(shè)計(jì)。可選地，電磁鐵還可以裝配在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器外部。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選改進(jìn)，自鎖裝置布置成使得鎖定移位機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的反作用力可以直接或間接地被引至致動(dòng)器的外殼內(nèi)或馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器外殼內(nèi)。這產(chǎn)生有利的力流，其允許外殼設(shè)計(jì)的輕量化。
[0026]對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的變型中，可能設(shè)置成自鎖裝置具有聯(lián)接到馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器的(輸出)軸而支撐電樞的制動(dòng)盤，其中為致動(dòng)器的外殼或馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器的外殼設(shè)置至少一個(gè)摩擦片，該摩擦片可以與制動(dòng)盤相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)自鎖效果。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明也有可能是安裝(輸出)軸使得其可以旋轉(zhuǎn)并可軸向移位，其中自鎖裝置可以根據(jù)至馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器的功率流而通過(guò)(輸出)軸的軸向位移在鎖定狀態(tài)和非鎖定狀態(tài)之間來(lái)回切換。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的變型，齒輪裝置具有行星齒輪機(jī)構(gòu)。此外，在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明可以設(shè)置成輸出軸具有聯(lián)接到行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)輪的驅(qū)動(dòng)器，其中行星齒輪的空心輪永久安裝在外殼上，并且其中行星齒輪機(jī)構(gòu)的行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在行星架上，行星架其本身安裝為可在外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0028]本發(fā)明基于附圖在下面更詳細(xì)地描述，其中:
[0029]圖1示出了致動(dòng)器組件的三維外型圖以說(shuō)明本發(fā)明機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器的【背景技術(shù)】；
[0030]圖2示出了穿過(guò)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器的致動(dòng)器組件的包括軸的截面圖，以說(shuō)明這種制動(dòng)器的功能原理；
[0031 ]圖3示出了馬達(dá)、齒輪裝置和主軸的視圖，其從圖2中截出；
[0032]圖4示出了分解圖以說(shuō)明圖2和圖3中的卷簧離合器；
[0033]圖5根據(jù)如圖2至圖4所示的制動(dòng)器示出了具有卷簧離合器的兩個(gè)齒輪布置的軸向正交剖視圖；
[0034]圖6示出了本發(fā)明的一個(gè)變型實(shí)施例的示意圖，其中自鎖裝置集成到電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器；
[0035]圖7a、圖7b示出了用于實(shí)施根據(jù)圖6的本發(fā)明的一個(gè)變型例的鎖定狀態(tài)(圖7a)和解鎖狀態(tài)(圖7b)的示意圖，其中自鎖裝置集成到馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器;和
[0036]圖8a、圖8b示出了實(shí)施根據(jù)圖6的本發(fā)明可選變型例的鎖定狀態(tài)(圖7a)和解鎖狀態(tài)(圖7b)的示意圖，其中自鎖裝置集成到馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。
[0037]圖1以三維圖示出了機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器的致動(dòng)器組件，總體標(biāo)記為10。圖2至圖5用于說(shuō)明本發(fā)明的【背景技術(shù)】。參考圖6和圖7描述了實(shí)際示例性實(shí)施例。
[0038]圖1示出了外殼12，其中布置有齒輪裝置以及用于容納驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的一部分外殼14和布置有可移位的活塞18的另一部分外殼16，制動(dòng)片(未顯示)可借助該活塞18在機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器的制動(dòng)單元內(nèi)以主動(dòng)制動(dòng)的方式移位。本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器的圖1中所示的致動(dòng)器組件10可以例如以通常的方式安裝在浮鞍制動(dòng)器內(nèi)。參考這方面的文獻(xiàn)W02009/046899Al，作為例子公開(kāi)了這樣的安裝情況。該文獻(xiàn)是本申請(qǐng)的
【申請(qǐng)人】的專利申請(qǐng)。下面的討論涉及由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器和用于移位制動(dòng)片的移位機(jī)構(gòu)組成的致動(dòng)器組件，下面的描述集中在這些組件。這些圖中僅示出了對(duì)應(yīng)部件。
[0039]圖2示出了穿過(guò)圖1中的驅(qū)動(dòng)單元10的截面圖，該圖包括軸。在這里可以看到的是外殼12以多部件設(shè)計(jì)并由外殼蓋20、用于容納電馬達(dá)22的部分外殼14以及用于可移位地容納活塞18的部分外殼16構(gòu)成?；钊?8是能以本質(zhì)上已知的方式沿軸線A液壓地和機(jī)電地移位的。其暴露表面24與制動(dòng)片裝置(未顯示)以通常的方式合作，以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)效果。在操作制動(dòng)期間液壓移位以已知的方式產(chǎn)生。機(jī)電移位通過(guò)激活和釋放駐車制動(dòng)功能產(chǎn)生。
[0040]下面的討論將詳細(xì)了解機(jī)電移位機(jī)構(gòu)。
[0041]該移位機(jī)構(gòu)包括齒輪裝置26和主軸螺母組件28。移位機(jī)構(gòu)的兩個(gè)基本組成部分以局部圖在圖3中與電馬達(dá)22—起示出。齒輪裝置26用于將電馬達(dá)22的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊?8沿縱軸線A的相應(yīng)的線性運(yùn)動(dòng)。詳細(xì)地，電馬達(dá)22具有沿馬達(dá)的縱軸線B延伸的馬達(dá)輸出軸30。輸出軸以抗轉(zhuǎn)動(dòng)方式聯(lián)接到齒輪32。齒輪32用作行星齒輪34的太陽(yáng)輪。齒輪32在其一端具有支承軸頸36但遠(yuǎn)離馬達(dá)。行星架38轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在支承軸頸36上并轉(zhuǎn)而具有多個(gè)支承軸頸40。支承軸頸40用于支撐與齒輪32嚙合的行星輪42。
[0042]空心輪44固定布置在外殼上，在徑向上位于行星輪42外部。另一個(gè)外殼部分46用于此目的。行星架38通過(guò)支承軸頸50轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在該外殼部分46內(nèi)。在支撐軸頸40和支撐軸頸50之間具有外部齒52 ο該外部齒52與第一齒輪54嚙合，該第一齒輪54經(jīng)由徑向內(nèi)側(cè)的軸承部分58轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在本身固定安裝在外殼上的定子56上并且在其外周具有外部齒60。齒輪54設(shè)計(jì)為鍋的形狀。摩擦輪部分62在其內(nèi)部延伸，該擦輪部分一體成型到定子56上，并由此也通過(guò)壓入接合而被抗轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在外殼12內(nèi)，特別是抗轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在外殼部分46上和另一外殼部分64上。第二齒輪66轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到定子56上。具有這種制動(dòng)器的該第二齒輪66可以通過(guò)卷簧離合器70聯(lián)接到第一齒輪54以用于扭矩的傳遞。這將在下文中更詳細(xì)地討論。第二齒輪66具有在其遠(yuǎn)離第一齒輪54的部分上的外部齒72。外部齒72與在輸出齒輪74上的外部齒73嚙合，輸出齒輪74以旋轉(zhuǎn)固定的方式支承在主軸螺母組件28的主軸76上。
[0043]從圖2中可看出，主軸76通過(guò)徑向滾針軸承78和軸向軸承安裝在外殼部分16內(nèi)。主軸76在其外周上具有支撐輥體82的螺紋構(gòu)造80。輥體82被保持在滾動(dòng)體籠84中，滾動(dòng)體籠84在螺旋彈簧85上延伸到其初始位置，如圖2和3所示。螺母86在外殼部分16內(nèi)以通常方式隨主軸76的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行直線運(yùn)動(dòng)，其支撐在輥體82上。螺母86固定連接到離合器元件88，其在螺母86的運(yùn)動(dòng)中也相應(yīng)移位。離合器元件88在其自由端具有圓錐形離合器表面90。該尚合器表面可以與活塞18內(nèi)部的相應(yīng)活塞表面92接合并與活塞18接合，以便移動(dòng)活塞并由此用于制動(dòng)片(未示出)的移動(dòng)。
[0044]此外，可以從圖2中看出連接線纜94以及多個(gè)墊圈96，用于使外殼部分相對(duì)于彼此以及連接于其上的部件被密封或密封地引導(dǎo)。最后，仍然能看到活塞18是通過(guò)波紋管98密封。
[0045]在圖2和圖3中可以看出移位機(jī)構(gòu)的細(xì)節(jié)。
[0046]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4和圖5，在這里可以看到卷簧離合器70的結(jié)構(gòu)和各個(gè)部件。在卷簧離合器70的內(nèi)部，定子56設(shè)有摩擦輪部分62。正如已經(jīng)解釋的那樣，定子56固定地安裝在外殼上，并因此通過(guò)兩個(gè)支撐軸頸102、104安裝在外殼內(nèi)而不能旋轉(zhuǎn)。第一齒輪54安裝到定子56上并在其外周上具有外部齒60，在其內(nèi)部設(shè)有空腔106?？涨?06在其側(cè)面上具有凹窩108，凹窩108具有接觸面110。此外，棘爪112以一段圓的形式從第一齒輪54的側(cè)表面向外延伸。
[0047]第二齒輪66除了其外部齒72外還具有盤型結(jié)構(gòu)114，在該盤型結(jié)構(gòu)114上布置有軸向延伸的第一棘爪116和第二棘爪118。此外，在圖4中可見(jiàn)具有切頭122和124的螺旋彈簧120。螺旋彈簧120的尺寸應(yīng)為在松弛狀態(tài)下螺旋彈簧120與摩擦輪部分62的外周表面緊密接觸但仍能在其上滑動(dòng)。對(duì)于組裝來(lái)說(shuō)，螺旋彈簧120被放置在摩擦輪部分62上。這一裝置容納在空腔106內(nèi)。兩個(gè)切頭122和124在徑向方向上盡量遠(yuǎn)的向外延伸，它們可以與棘爪112、116、118形成接合(這將在下面詳細(xì)討論)，而不沿鄰近空腔106的表面滑動(dòng)或劃傷該表面。
[0048]此外，圖4還示出了具有沿基線134延伸的多個(gè)線圈132的模制彈簧130。兩端136、138彼此接合。在力F的影響下，線圈132可從其松弛位置壓縮到壓縮位置。模制彈簧130被布置在凹窩108內(nèi)且其最后一圈與接觸表面110接觸。
[0049]卷簧離合器70的裝配狀態(tài)可以在圖5中看到，其中應(yīng)當(dāng)指出的是彈簧切頭122在中間空間140內(nèi)容納在棘爪116和棘爪118之間。
[0050]通常具有上述致動(dòng)器組件的上述機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器主要用于駐車制動(dòng)功能的激活。這意味著在制動(dòng)操作的情況下，活塞18通常是以液壓方式移位而移出外殼部分16。同樣在制動(dòng)操作的情況下活塞18必須能在馬達(dá)22的釋放作用下部分或完全移回到其起始位置(根據(jù)圖2)以釋放制動(dòng)。這通常是僅通過(guò)對(duì)制動(dòng)片(未顯示)的放松作用和恢復(fù)彈簧85的調(diào)節(jié)來(lái)完成的，而無(wú)需電馬達(dá)42的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。應(yīng)當(dāng)指出的是在制動(dòng)器操作的情況下，需要相對(duì)的低的拉力。
[0051]在駐車制動(dòng)情況下，活塞18借助相對(duì)大的拉力而位移以產(chǎn)生駐車制動(dòng)效果，且應(yīng)該持續(xù)保持在該位置以可靠地駐車。必須絕對(duì)保持活塞位置以便維持駐車制動(dòng)效果且應(yīng)當(dāng)防止活塞18由于齒輪裝置26的安定過(guò)程而在一段時(shí)間內(nèi)反向位移。僅僅當(dāng)通過(guò)馬達(dá)22發(fā)生主動(dòng)控制從而主動(dòng)釋放駐車制動(dòng)器時(shí)，活塞18才可以返回到其根據(jù)圖2的起始位置。
[0052]因此必須使操作制動(dòng)情況和駐車制動(dòng)情況之間存在區(qū)別，其中基于制動(dòng)器的主導(dǎo)狀態(tài)允許或抑制力從活塞16到馬達(dá)22的傳遞。為了符合這一要求，以這里所示的方式使用卷簧離合器70。卷簧離合器70與兩個(gè)齒輪54和66相互作用而執(zhí)行如下功能:
[0053]-首先，從齒輪54傳遞到馬達(dá)側(cè)的力應(yīng)予以考慮，即其中以行星齒輪34為中介驅(qū)動(dòng)馬達(dá)22并旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)齒輪54的情況。這里有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，即用于施加張力到制動(dòng)器(施加張力以操作制動(dòng)和駐車制動(dòng))的齒輪54的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方向和用于主動(dòng)釋放制動(dòng)(駐車制動(dòng)的釋放)的齒輪54的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
[0054]-在第一齒輪54根據(jù)箭頭Pl逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)中，這相當(dāng)于活塞18移出外殼16的運(yùn)動(dòng)，SP在操作制動(dòng)情況和在駐車制動(dòng)情況下通過(guò)馬達(dá)22激活制動(dòng)，模制彈簧130在接觸面110上移向棘爪116。棘爪116抵抗這一移動(dòng)呈現(xiàn)的阻力越大(即拉力增加)，模制彈簧130的壓縮越大。在根據(jù)箭頭Pl的該逆時(shí)針致動(dòng)期間，螺旋彈簧120保持不起作用，因?yàn)槠鋸椈啥丝梢栽诩?12、116和118之間的間隙中自由移動(dòng)并在摩擦輪部分62上滑動(dòng)。
[0055]-當(dāng)產(chǎn)生較大拉力時(shí)模制彈簧130被壓縮到更大程度，如在駐車制動(dòng)激活的情況下，當(dāng)制動(dòng)片在駐車制動(dòng)激活下必須強(qiáng)力壓靠制動(dòng)盤。當(dāng)由于根據(jù)箭頭Pl轉(zhuǎn)動(dòng)，模制彈簧130被壓縮到更大程度時(shí)，這意味著此時(shí)第一齒輪54已經(jīng)根據(jù)模制彈簧130的壓縮而相對(duì)于第二齒輪56移位。最大相對(duì)位移這樣確定:棘爪112的端面142與棘爪118及其前端144接觸，切頭124介于兩者之間。當(dāng)達(dá)到這種狀態(tài)時(shí)，模制彈簧130壓縮到最大程度，且電馬達(dá)22通過(guò)齒輪裝置26的任何進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)都會(huì)傳遞到主軸螺母組件28以通過(guò)駐車制動(dòng)進(jìn)一步施加張緊。
[0056]-一旦駐車制動(dòng)已處于張緊下，來(lái)自張力的反作用力則反過(guò)來(lái)作用在齒輪裝置上。通過(guò)主軸螺母組件28傳遞的這些反作用力、輸出齒輪74和外部齒72、棘爪116、118試圖將棘爪推回到它們的起始位置，即逆時(shí)針移動(dòng)它們。然而，當(dāng)棘爪116試圖回到它的起始位置即逆時(shí)針移動(dòng)時(shí)，會(huì)與螺旋彈簧120的切頭122接合。作為這種相互接合的結(jié)果，螺旋彈簧120隨著棘爪116的逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)趨勢(shì)繞摩擦輪部分62收緊，使得它們的線圈變得狹窄而更強(qiáng)烈地作用在摩擦輪部分62的外圓周上。纏繞在摩擦輪部分62的外圓周表面上導(dǎo)致螺旋彈簧120不再在其外周表面上滑動(dòng)反而可以說(shuō)被鎖在上面。所以，棘爪116不能移動(dòng)回它的起始位置。駐車制動(dòng)保持被激活，因此排除了釋放過(guò)程。
[0057]-電馬達(dá)22的控制對(duì)于再次釋放駐車制動(dòng)是必需的。這以齒輪54順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的方式發(fā)生。如果齒輪54根據(jù)箭頭P2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，這對(duì)應(yīng)于活塞18移入外殼16內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，即用于在駐車制動(dòng)器的停用時(shí)通過(guò)馬達(dá)主動(dòng)釋放制動(dòng)器，于是棘爪112也相應(yīng)地順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)，從而釋放模制彈簧130上的張力。此外，螺旋彈簧120被釋放并釋放棘爪118，棘爪118可以返回(隨著棘爪112)，這在復(fù)位彈簧85的作用下發(fā)生。
[0058]卷簧離合器70的總體效果因此在于:保證駐車制動(dòng)功能；甚至在高的拉力下也存在從馬達(dá)到主軸螺母組件的扭矩傳遞；以及在卷簧離合器70的作用下尤其是在然后張緊并以固定方式作用在摩擦輪部分62的外周面上的螺旋彈簧120的作用下，避免了駐車制動(dòng)的釋放作用或不經(jīng)意的解除。
[0059]如果僅要實(shí)現(xiàn)駐車制動(dòng)功能，其中在操作制動(dòng)的情況下激活是純液壓的，則模制彈簧130是一個(gè)可選項(xiàng)并且可以被省略。
[0060]如果操作制動(dòng)功能和駐車制動(dòng)功能二者均通過(guò)機(jī)電激活提供制動(dòng)，但是也額外使用根據(jù)主要應(yīng)力狀態(tài)承受不同程度變形的模制彈簧130。在低張力時(shí)，比如那些通常發(fā)生在操作制動(dòng)期間的，模制彈簧130根本不變形或僅變形微小程度，使得可以說(shuō)對(duì)于保持螺旋彈簧120(卷簧)是無(wú)用的。因此可以抑制對(duì)于操作制動(dòng)功能來(lái)說(shuō)齒輪的自鎖作用。于是通過(guò)齒輪在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器和主軸組件之間在兩個(gè)方向上傳遞力是可能的。只有當(dāng)模制彈簧130被足夠壓縮時(shí)，螺旋彈簧120(卷簧)的功能才可以說(shuō)被激活，鎖定通過(guò)齒輪從主軸螺母組件傳遞到電馬達(dá)的力。在這里所示的具體實(shí)施例中模制彈簧130因此是必須的，因?yàn)閼?yīng)當(dāng)提供制動(dòng)功能-操作制動(dòng)功能和駐車制動(dòng)功能。
[0061]從對(duì)根據(jù)圖1至圖5的技術(shù)狀態(tài)的理解出發(fā)，本發(fā)明開(kāi)始對(duì)此具體實(shí)施例的優(yōu)化。根據(jù)圖6的框圖示意性地示出本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例。
[0062]這里可以看出通過(guò)電源EV驅(qū)動(dòng)的電馬達(dá)EM通過(guò)輸出軸傳遞馬達(dá)扭矩Mm并將其以馬達(dá)角速度ωm傳遞到齒輪裝置的第一變速檔位GSl。自鎖裝置SHV布置在電馬達(dá)EM內(nèi)，即集成到其中。通過(guò)該裝置，可以從那里得到電馬達(dá)EM的外殼上的作用力R到外殼部分AG。齒輪裝置在變速檔位GSl的下游包括另外兩個(gè)變速檔位GS2和GS3。外殼部分AG配屬于具有各個(gè)變速檔位GSl和GS3的齒輪布置以及電馬達(dá)EM。該外殼部分AG也可稱為致動(dòng)器外殼部分AG。反作用力R然后可以通過(guò)合適的致動(dòng)器外殼部分AG和制動(dòng)器外殼部分BG的聯(lián)接(這將在以下更詳細(xì)地描述)根據(jù)虛線箭頭R’傳遞到制動(dòng)器外殼部分BG。
[0063]從變速檔位GS3開(kāi)始，扭矩Ma通過(guò)致動(dòng)器角速度ω Α傳遞到制動(dòng)器。制動(dòng)器包括滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)器的主軸螺母組件SM和制動(dòng)活塞BK，制動(dòng)致動(dòng)力Fb從制動(dòng)活塞BK開(kāi)始以致動(dòng)速度Vb傳遞到制動(dòng)片。在制動(dòng)的情況下，來(lái)自制動(dòng)活塞BK的反作用力具有反向影響。
[0064]該實(shí)施例的具體特征是自鎖裝置SHV設(shè)置在電馬達(dá)內(nèi)部以便該三個(gè)變速檔位GS1、GS2和GS3連接在自鎖裝置SHV的下游。這使得能夠利用齒輪裝置的所有的變速檔位GSl、GS2和GS3的傳動(dòng)比作為減速齒輪，用于在駐車制動(dòng)的情況下通過(guò)制動(dòng)活塞BK追溯地作用的反作用力，使最終作用于自鎖裝置SHV的反作用力大幅減少。因此自鎖裝置SHV可以具有相對(duì)小的尺寸，這特別節(jié)省了安裝空間。而且自鎖裝置SHV的這種布置在設(shè)計(jì)中提供自由且自鎖裝置SHV容納在電馬達(dá)EM內(nèi)。
[0065]自鎖裝置在電馬達(dá)內(nèi)集成的本發(fā)明構(gòu)想的實(shí)施的示例性實(shí)施例在圖7a、7b和圖8a、8b中示意性地示出。
[0066]圖7a示意性地示出了在致動(dòng)器外殼AG內(nèi)與齒輪裝置的一部分即第一變速檔位GSl一起的電馬達(dá)EM。馬達(dá)具有以基本已知方式纏繞有線圈的電樞150，其中電樞150以旋轉(zhuǎn)固定方式安裝在馬達(dá)軸152上。馬達(dá)軸152轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在兩個(gè)軸承154、156內(nèi)，這兩個(gè)軸承剛性地安裝在外殼上，但馬達(dá)軸可以在軸向上移位。通過(guò)扭矩傳遞模式以抗轉(zhuǎn)動(dòng)但軸向可移動(dòng)的方式容納在第一變速檔位GSl的齒輪42內(nèi)。
[0067]定子的極靴158以基本上已知的方式繞電樞150布置。電磁鐵160可以通過(guò)具有電源164和開(kāi)關(guān)165的電路162供電。電磁鐵160設(shè)計(jì)為使得施加軸向力到電樞150同時(shí)接收功率(如以下將詳細(xì)描述的)。此外，可以看出摩擦盤或制動(dòng)盤166以抗轉(zhuǎn)動(dòng)的方式距變速器一定距離地安裝在馬達(dá)軸152的一端。在其軸向移動(dòng)的情況下，圖7a中馬達(dá)軸152被壓縮彈簧168朝向底部朝下按壓。因此，制動(dòng)盤166以預(yù)應(yīng)力壓在摩擦軸承170、172上，以便馬達(dá)軸152被鎖定以防止通過(guò)由于制動(dòng)盤166和制動(dòng)片170、172之間的彈簧力產(chǎn)生的摩擦力引起的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0068]圖7a因此示出電磁鐵160的未通電狀態(tài)(開(kāi)關(guān)165是打開(kāi)的)，其中通過(guò)在制動(dòng)盤166和制動(dòng)片170、172之間的彈簧力引起的摩擦力鎖定轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。因此激活自鎖裝置SHV。
[0069]現(xiàn)在當(dāng)開(kāi)關(guān)165如圖7b所示放置時(shí)，電磁鐵160通電，這樣其施加在圖7b中向上的軸向力在電樞156上，如箭頭所示。軸向力超過(guò)壓縮彈簧168的彈簧力并在圖7b中向上推拉馬達(dá)軸152。制動(dòng)盤166因此從摩擦片170、172脫開(kāi)，以便馬達(dá)軸152可在軸承154、156內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。隨后，在電馬達(dá)EM通電時(shí)，制動(dòng)活塞BK(圖6)可以無(wú)障礙地移動(dòng)到目標(biāo)位置。這適用于實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力FB和解除制動(dòng)力二者。
[0070]只要開(kāi)關(guān)165再次打開(kāi)，電磁鐵160去激活且馬達(dá)軸152在彈簧168的作用下切換成圖7a所示的情形。這意味著摩擦盤和/或制動(dòng)盤166再次按壓摩擦片170、172，以便鎖定馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)和回復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0071]在本發(fā)明的這一實(shí)施例中，可以說(shuō)產(chǎn)生通過(guò)開(kāi)關(guān)165關(guān)閉的自鎖效果，其中在該實(shí)施例中自鎖裝置SHV是可切換的且包括這些部件:可切換的電磁鐵160、壓縮彈簧168、制動(dòng)盤166和摩擦片170、172。
[0072]應(yīng)當(dāng)指出的是，開(kāi)關(guān)165可通過(guò)控制單元獨(dú)立控制或可與電馬達(dá)EM的通電同步關(guān)閉。
[0073]根據(jù)圖8a和8b的實(shí)施例示出了根據(jù)圖7a和7b的實(shí)施例類似的功能，但不同在于摩擦盤和/或制動(dòng)盤166和摩擦片170、172以及彈簧的布置。制動(dòng)盤166在抗轉(zhuǎn)動(dòng)位置安裝在馬達(dá)輸出軸152的軸端，靠近變速器。摩擦片170、172與制動(dòng)盤152相反地安裝。壓縮彈簧168作用在軸肩174上，軸肩174固定連接到馬達(dá)軸152并施加壓縮力向上作用在馬達(dá)軸152上。在圖8a所示的電磁鐵160的未通電狀態(tài)下，制動(dòng)盤166通過(guò)彈簧168的偏向力壓在摩擦片170，172上，以便馬達(dá)軸152鎖定以防止通過(guò)制動(dòng)盤166和制動(dòng)片170，172之間由于彈簧力產(chǎn)生的摩擦力引起的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這稱為自鎖效果。
[0074]在這一實(shí)施例中，電磁鐵160以這種方式作用使得當(dāng)接收到電力時(shí)，其抵抗壓縮彈簧168的彈簧力作用在圖Sb中向下推動(dòng)馬達(dá)軸152，如箭頭所示。制動(dòng)盤166壓靠摩擦片170、172的鎖定效果因此被取消，該裝置可以無(wú)任何自鎖地轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0075]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)因此在于自鎖裝置SHV在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器EM內(nèi)且相對(duì)于制動(dòng)器的實(shí)際部件即滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)器(滾珠螺母裝置SM)在具有各個(gè)變速檔位GSl至GS3的齒輪裝置上游的布置。由于這種布置，具有變速檔位GSl至GS3的整個(gè)齒輪裝置的傳動(dòng)比可以使用來(lái)減少自鎖裝置的反作用力。此外，這種布置提供了較大的可變性用于節(jié)省安裝空間。自鎖裝置可以按需要布置并在馬達(dá)軸152的一個(gè)或另一軸端是可用的。反作用力直接通過(guò)摩擦片170、172從致動(dòng)器外殼內(nèi)獲得，這是有利的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，特別是液壓和機(jī)電組合的可操作的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，該車輛制動(dòng)器具有致動(dòng)器組件(10)， 該致動(dòng)器組件包括: -外殼(12)， -能相對(duì)于所述外殼(12)移動(dòng)的致動(dòng)器(18)，以便液壓地或機(jī)電地移動(dòng)制動(dòng)片， -馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(EM，22)， -布置在所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(EM，22)和能移動(dòng)的所述致動(dòng)器(18)之間的移位機(jī)構(gòu)， -與所述移動(dòng)組件相關(guān)聯(lián)的齒輪裝置(26);和 -獨(dú)立的自鎖裝置(SHV)，其適用于按需要鎖定所述移位機(jī)構(gòu)， 其中，所述移動(dòng)組件具有滾珠絲杠裝置(28)，該滾珠絲杠裝置具有主軸(76)和螺母(86);并且其中，所述主軸(76)和所述螺母(86)中的一個(gè)部件是能旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的，所述主軸(76)和所述螺母(86)中的相應(yīng)的另一個(gè)部件是能線性移動(dòng)的，用于通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述主軸(76)和所述螺母(86)中的一個(gè)部件而使所述致動(dòng)器(18)在所述外殼(12)內(nèi)移動(dòng)， 其特征在于，所述自鎖裝置(SHV)集成在所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(EM)內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，其特征在于，所述齒輪裝置具有至少兩個(gè)變速檔位(651，652，653)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，其特征在于，所述自鎖裝置(SHV)能根據(jù)所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(EM)的通電而被激活和停用。4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，其特征在于，所述自鎖裝置(SHV)經(jīng)由彈簧機(jī)構(gòu)(168)被偏壓至所述自鎖裝置鎖定所述移位機(jī)構(gòu)的狀態(tài)中。5.根據(jù)權(quán)利要求3和4所述的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，其特征在于，所述自鎖裝置(SHV)裝有電磁鐵(160)，該電磁鐵在所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(EM)通電情況下被啟動(dòng)并抵抗所述彈簧機(jī)構(gòu)(168)的作用將所述自鎖裝置(SHV)切換到非鎖定狀態(tài)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，其特征在于，所述電磁鐵(160)集成到所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(EM)內(nèi)。7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，其特征在于，所述自鎖裝置(SHV)布置成使得在鎖定移位機(jī)構(gòu)期間所產(chǎn)生的反作用力能直接或間接地被引至所述致動(dòng)器的外殼(AG)內(nèi)或所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器的外殼內(nèi)。8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，其特征在于，所述自鎖裝置(SHV)具有制動(dòng)盤(166 )，該制動(dòng)盤以抗轉(zhuǎn)動(dòng)的方式聯(lián)接到所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(EM)的輸出軸(I 5 2 )，該輸出軸支撐電樞，其中至少一個(gè)摩擦襯墊(170、172)能與所述制動(dòng)盤(166)相互作用以達(dá)到自鎖效果，所述至少一個(gè)摩擦襯墊配屬于所述致動(dòng)器的所述外殼(AG)或所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器的所述外殼。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，其特征在于，所述輸出軸(152)能轉(zhuǎn)動(dòng)地和能軸向移動(dòng)地安裝，其中所述自鎖裝置(SHV)能根據(jù)所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(EM)的通電情況借助所述輸出軸(152)的軸向移位在鎖定狀態(tài)和非鎖定狀態(tài)之間來(lái)回切換。10.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，其特征在于，所述齒輪裝置(26)具有行星齒輪機(jī)構(gòu)(34)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，其特征在于，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(EM，22)具有輸出軸(32)，該輸出軸與驅(qū)動(dòng)相關(guān)地連接到所述行星齒輪機(jī)構(gòu)(34)的太陽(yáng)輪，所述行星齒輪機(jī)構(gòu)(34)的空心輪(44)固定布置在所述外殼上，并且所述行星齒輪機(jī)構(gòu)(34)的行星輪(42)能轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到行星架(38)上，該行星架能轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述外殼(12)內(nèi)。
【文檔編號(hào)】F16D65/18GK105917133SQ201480065848
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2014年11月27日
【發(fā)明人】貝內(nèi)迪克特·奧利格, 格雷戈?duì)枴ょ隊(duì)柎母?
【申請(qǐng)人】盧卡斯汽車股份有限公司