CN104832566B - 制动装置和用于操作用于自动驻车制动器的制动装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制动装置和用于操作用于自动驻车制动器的制动装置的方法。用于自动驻车制动器的制动装置包括具有用于容纳流体的内腔的制动钳壳体、在制动钳壳体中沿着轴线可被轴向推移地设置的制动活塞和在制动钳壳体中能同轴于制动活塞推移地设置的柱塞。当前发明的任务是，提供一种制动装置以及一种用于操作用于自动驻车制动器的制动装置的方法，其以简单的方式可靠地提供制动功能。为此如此构造制动装置，从而柱塞通过在制动钳壳体的内腔中的流体能够液压地把力传递到制动活塞上，并且柱塞能够机械地把力传递到制动活塞上，其中柱塞（7）能够通过主轴（6）和主轴螺母（4）把力传递到制动活塞（3）上。

Description

制动装置和用于操作用于自动驻车制动器的制动装置的方法

技术领域

当前的发明旨在一种制动装置以及一种用于操作用于自动驻车制动器的制动装置的方法。

背景技术

从DE 10 2004 046 871 A1中已知一种自动驻车制动器，其具有制动活塞、辅助活塞、被设置在制动活塞和辅助活塞之间的液压腔、用于预紧辅助活塞的弹簧元件、经过螺纹连接与辅助活塞相连接的主轴机构和用于主轴机构的驱动器。在驻车制动器的锁止状态中通过主轴机构和弹簧加载的辅助活塞把制动活塞机械地锁止并且在驻车制动器的松开状态中借助于弹簧元件并且/或者借助于主轴机构把辅助活塞封锁。对于这里所述的液压停车制动***来说液压的压力用于，把制动活塞挤压到制动片上。若制动活塞被定义的压力加载，则借助于上述的机电调整单元把该终端位置锁定在该位置中。只要再次从制动设施中除去压力，则制动活塞从而持久地与摩擦层和制动片一起产生制动效果。

因此在上述装置中需要能够提供必需压力的额外的机电调整单元。此外由于必须施加液压压力，并且由于必须首先抽取为此所需的制动液，所以通常具有高电力需求量的泵对于制动***的液压支持是必要的。另一个缺点是，在额外的机电调整单元或者用于抽取制动液的抽取装置失效时，驻车制动器的功不能完全使用或者有可能完全不能使用。

此外已知***被如此设计，从而它直到制动组件以及相应的马达-变速器-单元的被定义的最大温度和被定义的最小车载电路电压能够提供定义的夹紧力。但是若自动驻车制动器运行在极限范围中，则必要的是，制动器在液压方面被减负，以便进一步机电地锁止制动器。对此也需要额外的泵。

发明内容

当前发明的任务因此是，提供一种制动装置以及一种用于操作用于自动驻车制动器的制动装置的方法，其以简单的方式可靠地在很大程度上无关于温度地提供制动功能。

该任务通过一种用于自动驻车制动器的制动装置来解决。所述制动装置包括：

具有用于容纳流体的内腔的制动钳壳体；

制动活塞，该制动活塞在制动钳壳体中沿着轴线在轴向上能够推移地设置；以及

柱塞，该柱塞在制动钳壳体中能够同轴于制动活塞被推移地设置。根据本发明，制动装置被如此构造，从而柱塞通过在制动钳壳体的内腔中的流体能够液压地把力传递到制动活塞上，并且柱塞能够机械地将力传递到制动活塞上，其中柱塞能够通过主轴和主轴螺母把力传递到制动活塞上。

本发明还涉及用于操作按前面所述的制动装置的方法和用于执行按该方法的调节或者控制机构。

此外，本发明涉及其它优选的改型方案。

如上所述，优选地用于自动驻车制动器的根据本发明的制动装置包括具有用于容纳流体的内腔的制动钳壳体、在制动钳壳体中沿着轴线能轴向推移地设置的制动活塞和在制动钳壳体中能同轴于制动活塞推移地设置的柱塞。制动装置如此构造，从而柱塞能够通过在制动钳壳体的内腔中的流体液压地把力传递到制动活塞上，并且柱塞能够机械地把力传递到制动活塞上。有利地柱塞通过主轴和主轴螺母把力传递到制动活塞上或者说能与该制动活塞连接。

通过当前发明克服背景技术的上述缺点。根据本发明的制动装置尤其在很大程度上无关于温度地工作，因为制动液只是被压力加载而不必被抽取。此外能够通过根据本发明的制动装置的专门的机械器件而放弃用于锁定驻车制动器或者说停车制动器的额外的机电调整单元以及放弃额外的泵，因为根据本发明的柱塞不仅保证减少位于制动钳壳体的内腔中的流体体积的功能（通过非常少地使用近似不可压缩的流体）并且因此保证随之发生的对制动活塞的液压的力传递的功能，而且借助于主轴和主轴螺母通过机械的有效连接保证了锁定制动活塞的功能。以该方式在结构上简单地保持根据本发明的制动装置，这一方面保证了稳健并且低维护的***并且另一方面是低成本的。

有利地把柱塞容纳在主轴中，其中柱塞和主轴通过螺纹连接相连接并且主轴和主轴螺母通过轻载螺纹连接（Leichtlauf-Gewindeverbindung）相连接。这里在柱塞和主轴之间的螺纹连接是右螺纹或者说左螺纹并且在主轴和主轴螺母之间的轻载螺纹连接是左螺纹或者说右螺纹。以该方式确保的是，在转销或者说马达-变速器-单元的转向确定时不仅柱塞而且主轴螺母沿着制动片的方向运动。

有利地在第一步骤中柱塞和主轴之间的螺纹连接的摩擦力矩相比于主轴和主轴螺母之间的轻载螺纹连接的摩擦力矩较大，从而通过从柱塞经过主轴和主轴螺母到制动活塞上的力传递能够产生第一夹紧力，并且在第二步骤中柱塞和主轴之间的螺纹连接的摩擦力矩通过在自动活塞上的反力的增加而相比于主轴和主轴螺母之间的轻载螺纹连接的摩擦力矩较小，从而通过液压的力传递能够产生第二夹紧力。以此方式对于不改变驱动器来说在没有其它控制的情况下把力交替地从首先纯机械的减速器（Untersetzungsgetriebe）根据载荷传输到液压的减速器上，这尤其对主轴驱动进行了减负。其中被传递的或者说所产生的夹紧力在各个制动活塞和制动片之间或者说在其制动层之间起作用。

有利地在主轴螺母上设置具有止动爪的掣子盘（Mitnehmerscheibe），从而以简单的方式实施了自动的制动层磨损的再调整。其中止动爪与第一制动钳壳体壁如此一起作用，从而主轴螺母离开驻车制动器的制动片的运动被止动。

有利地主轴通过轴向轴承支撑在第二制动钳壳体壁上。

此外为了运行根据本发明的装置提供一种用于操作制动装置的方法以及一种用于执行该方法的相应的调节或者说控制机构。

附图说明

本发明的其它特征和效用性根据附图从实施例的说明中得出。从附图中示出：

图1是根据本发明的一种实施形式具有在第一位置中的柱塞的制动装置的部分剖视图；

图2是根据本发明的该实施形式具有在第二位置中的柱塞的制动装置的部分剖视图；并且

图3示出关于自动驻车制动器的松开过程所绘出的电流基于时间的图表。

具体实施方式

接下来参考附图描述本发明的第一实施形式。

图1展示用于自动（自动化的）驻车制动器（停车制动器）的制动装置1，其包括具有用于容纳流体或者说制动液的内腔23的制动钳壳体2、制动活塞3、主轴螺母4、掣子盘5、主轴6尤其螺纹轴、柱塞7、胀环8和转销9。制动装置1如此地构造，从而柱塞7能够占据第一位置（见图1）和第二位置（见图2）或者说多个第二位置，其中在第二位置中柱塞7借助于被设置在内腔23中的制动液液压地把力传递到制动活塞3上。此外如此构造制动装置1，从而能够把主轴螺母4带入与制动活塞3的直接的接触中并且从而把力从由马达-变速器-单元（未示出）所驱动的转销通过柱塞7、主轴6、主轴螺母4传递到制动活塞3上并因此传递到相应的制动层（未示出）或者说相应的制动片（未示出）上。

制动钳壳体2包括朝向制动片的、具有用于容纳制动活塞3的第一开口21a的第一端部21和背离制动片的、具有用于容纳转销9的第二开口22a的第二端部22。

制动活塞3在其朝向第二端部22的一侧上具有用于至少部分地容纳主轴螺母4、主轴6和柱塞7的盲孔并且该制动活塞在第一开口21a中沿着轴线A'轴向可推移地设置并且延伸到内腔23中。制动活塞3关于制动钳壳体2被密封（未示出）。此外如此构造制动活塞3，从而它能够至少部分地容纳基本上空心柱筒状构造的主轴螺母4。相应地主轴螺母4的朝向第一端部21的上侧与制动活塞3的相应的内表面匹配。此外主轴螺母4在其外周上具有作用面，该作用面如此与位于制动活塞3的盲孔的内表面上的作用面共同作用，从而在制动活塞3中主轴螺母4却仅在轴向上不可旋转地运动。主轴螺母4此外在其内周上具有第一轻载螺纹41，其相应地与主轴6的第二轻载螺纹63共同作用。

此外主轴螺母4在其底侧亦即朝向第二端部22的一侧上具有与掣子盘5共同作用的掣子44。

为了该目的掣子盘5具有与制动钳壳体2的内壁或者说第一制动钳壳体壁共同作用的止动爪51并且此外具有孔52，掣子44延伸通过该孔。其中掣子44如此与掣子盘5共同作用，从而在主轴螺母4向上即沿着第一端部21的方向运动时，掣子44在克服取决于掣子44的长度的空程之后沿着第一端部21的方向一同牵拉掣子盘5。其中止动爪51如此与掣子盘5相连接，从而该止动爪在这种向上运动中不止动，但是在掣子盘向下运动（沿着第二端部22的方向）时止动。于是当随着时间的推移耗尽驻车制动器的制动层并且制动活塞3或者说主轴螺母4必须进一步沿着制动片的方向推移以便达到所期望的夹紧力时，才实现掣子盘沿着制动片的方向的运动。以此方式通过掣子盘5实施了自动的制动层磨损再调整，在下文中进一步具体阐释其功能。

主轴6具有朝向第一开口21的第一端部61和朝向第二开口22的第二端部62。在第二端部62的范围中主轴6具有变大的直径，其中主轴6基本上（分级地）呈空心柱筒状构造。此外主轴6在第二端部22（背离制动片的一侧）的范围中通过轴向轴承64支撑在制动钳壳体壁或者说第二制动钳壳体壁上并且由此围绕轴线A' 可转动地安置在制动钳壳体2中。在第二端部62的范围中在主轴6的外周上设置了把主轴6相对于制动钳壳体2密封的第一密封件65并且由此把流体保持在制动钳壳体2的内腔23中。尤其在上部即在第一端部61的范围中主轴6在其外周上具有与主轴螺母4的第一轻载螺纹41共同作用的第二轻载螺纹63。轻载螺纹驱动能够例如由滚珠丝杠构成。此外主轴6具有与柱塞7的外螺纹71共同作用的内螺纹66。在主轴6或者说柱塞7的上部区域中在主轴6的相应的凹槽中设置第二密封件67，以便把这两个构件相对密封。此外在第二端部62的范围中主轴6在其内直径上具有胀环8，其沿着第二端部22的方向限制柱塞7的轴向运动，以便在运行中阻碍柱塞7从制动钳壳体2中旋转出来。

柱塞7基本上是柱筒状构造的并且通过螺纹连接而沿轴向可运动地容纳在主轴6中。此外柱塞7具有关于轴线A'同轴的、被设计为盲孔的孔72。柱塞7如此被容纳在主轴6中，从而柱塞7关于主轴6或者说关于制动钳壳体2通过在柱塞7和主轴6之间的螺纹连接（外螺纹71、内螺纹66）能够运动进入内腔23中并且在转销9或者说马达-变速器-单元的旋转方向变换时能够从内腔23中运动出来。

能够通过马达-变速器-单元驱动的转销9通过孔72抗扭地与柱塞7相连接或者说被容纳在柱塞中，但是转销相对于柱塞7是能够轴向推移的。通过这种轴向可推移性以及在柱塞7和主轴6之间的螺纹连接能够把通过转销9所提供的旋转不仅转化为柱塞7关于主轴6的平移运动而且也能转化为主轴螺母4通过柱塞7和主轴6的螺纹连接以及主轴6和主轴螺母4的轻载螺纹连接的平移运动。

为了保证根据本发明的装置的功能性，即要保证的是，在转销9的旋转方向确定时不仅柱塞7而且主轴螺母4沿着制动片的方向运动，在柱塞7和主轴6之间的螺纹连接必须是右螺纹或者说左螺纹并且在主轴6和主轴螺母4之间的轻载螺纹连接是左螺纹或者说右螺纹。把这两个螺纹设置为右螺纹或者把这两个螺纹设置为左螺纹在所述的装置方面在没有集成其它的变速器组件时是不可能的，但是这也是能够设想的。

在当前的实施形式中柱塞7的直径相比于制动活塞3的直径较小，即在柱塞7上的液压反压力以柱塞7的端面73相对于制动活塞3的端面的比例相比于在制动活塞3上的反压力较小。用于柱塞7的驱动器能够相应较弱地设计。这两个端面的比例定义了液压变速器的加速比（Übersetzungsverhältnis）。为了传递力所经过的行程被精确地按照反向比例所定义，即柱塞7必须相应地经过较长的行程。

在运行中为了操作制动装置1或者说自动驻车制动器通过马达-变速器-单元把转销9置于旋转中。抗扭而又能轴向相对于转销9运动的柱塞7把驱动力传递到能够通过轴向轴承64转动地安置的主轴6上，因为柱塞7和主轴6之间的“标准”螺纹连接的摩擦力矩相比于主轴6和主轴螺母4之间的轻载螺纹连接的摩擦力矩较高。通过主轴螺母4在制动活塞3中的抗扭的连接，主轴螺母4现在轴向地沿着制动钳壳体2的第一端部21的方向向着制动片运动。通过主轴6的旋转首先克服主轴螺母4和制动活塞3之间的空程（尚未接触）并且在接触时把制动活塞3沿着制动片的方向推移。其中主轴6借助于轴向轴承64支撑在制动钳壳体2的背离制动片的一侧上。夹紧力在该时间点之前机械地传递。

通过力传递在制动片上构建的反力越多，则在主轴6和主轴螺母4之间的轻载变速器越难运行，直到最后不再发生转动。若达到该点，则通过相应的促动器（未示出）把例如被设置用于提供运行制动功能的液压连接向外通过阀（未示出）中断。例如可在相应布置密封件和通过柱塞7的运动的制动液供应的情况下封闭液压的内腔23。在该情况下电子的阀控制机构是不必要的。在制动钳壳体2的内腔23中的各种另外的体积改变也因此导致压力变化。

此外，主轴螺母4沿着制动片的方向的运动引起定义的、与掣子44的长度有关的间距下的止动爪51的随动。其中止动爪51支撑在制动钳壳体2的内侧上。

只要通过张紧过程在柱塞7和主轴6之间的摩擦力矩相比于在主轴6和主轴螺母4之间的轻载螺纹连接的摩擦力矩较低，则-由于马达-变速器-单元继续给出转矩-柱塞7最终开始在主轴6中转动并且其中通过螺纹执行轴向运动。通过柱塞7的进给减小在内腔23中的液压体积，从而在制动钳壳体2中出现压力升高。而压力的升高又作用在制动活塞3上、沿着制动片的方向挤压它并且因而将主轴螺母4减负。通过将主轴螺母4减负同样将轻载变速器减负，从而主轴6能够再次转动，因为现在轻载螺纹连接的摩擦力矩再次较低。在该时间点柱塞7不再继续相对于主轴6运动。以此方式对于不变的驱动来说在没有其它控制的情况下把力交替地从首先纯机械的减速器根据载荷传输到液压的减速器上，这尤其使得主轴驱动减负。只要在主轴螺母4和主轴6之间的轻载变速器再次被“封锁”或者说被足够强烈地制止，柱塞7就进一步推移到内腔23中。只要达到所期望的夹紧力，马达-变速器-单元就停止；驻车制动器锁止。

对于松开过程来说马达-变速器-单元的驱动通过相应的控制机构（未示出）沿着相反的方向***控，从而首先轻载变速器运动。即主轴螺母4沿着第二端部22的方向运动并且再次释放制动活塞3。通过主轴螺母4的轴向运动该主轴螺母在克服与掣子44的长度有关的空程之后与掣子盘5接触并且试图将其同样沿着第二端部22的方向挤压。但是因为掣子盘5沿着该运动方向由止动爪51止动，所以轻载变速器被封锁。此外因为转矩通过转销9施加，所以最终柱塞7再次被牵拉回其初始位置，在初始位置上该柱塞通过胀环8得到封锁。

通过具有止动爪51的掣子盘5不仅沿着松开方向限制主轴螺母4的升程，而且此外自动地实施了层磨损再调整。当随着时间的推移耗尽制动层时，以该方式于是也能可靠提供所期望的夹紧力。因此参考点始终是被张紧的制动***。松开路径通过掣子44的长度定义。

此外不必测量松开行程，因为基于松开时的电流特性存有能够通过控制机构作为断路控制（Abschaltsteuerung）使用的明确的特征曲线（见图3）。

如在图3中可见的那样，在区段A中电流首先在接通时强烈地升高。

在区段B中接通电流又下降并且马达-变速器-单元提供转矩。

在中间阶段（Zwischenplateau）之后，其中在一些情况下也还能够测量其它最小的电流升高，电流在区段C中进一步下降到空程电流。中间阶段或者说“中间***”分别根据上文所述的根据本发明的装置的平稳运转性、螺纹间隙、夹紧力区域被不同强度地表达。对于具有微小的螺纹间隙的平稳运转的主轴6和***来说该中间***外展得（ausfallen）较小。于是同样能够较小地或者实际上不能侦测的是，驻车制动器从无载的状态中向外行进开来。当驾驶者在松开时很强地操作制动踏板并且因此把驻车制动器的机械器件卸载时就例如是这种情况。

如果只是轻载螺纹是有效的，在区段D中空程电流自身调整。于是马达必须只是自身驱动变速器和轻载螺纹。

当在主轴螺母4和掣子盘5之间的空隙被克服时，则自动把旋转运动从轻载螺纹传递到柱塞7或者说主轴6的螺纹上。柱塞7或者说主轴6的螺纹是较难以通过的（相比于轻载螺纹），这通过在区段E和F中的电流升高能变得明显。

若柱塞7的螺纹也到达末端止挡（胀环8），则电流进一步升高，正如在区段G中可见的那样。现在能够终止松开过程。特征化的电流曲线能够如此得到分析并且被用于控制断路时间点。其中借助于胀环8使得电流的升高与制动爪机械装置或者说柱塞7的末端止挡的刚性成比例。也就是说，这种过渡能够借助于结构性的器件例如“软性”地设计；于是电流升高较小并且组件负载（亦即末级的）较小。

此外可选的是，行程测量/行程评估（如在已知的***中）也是可能的。这通常如此设计，从而不出现另外的电流升高（区段G），因为松开过程先前在被评估/测量的行程中被中断。

Claims (9)

1.用于自动驻车制动器的制动装置（1），包括

具有用于容纳流体的内腔（23）的制动钳壳体（2）；

制动活塞（3），该制动活塞在制动钳壳体（2）中沿着轴线（A'）在轴向上能够推移地设置；以及

柱塞（7），该柱塞在制动钳壳体（2）中能够同轴于制动活塞（3）被推移地设置，其特征在于，制动装置（1）被如此构造，从而柱塞（7）通过在制动钳壳体（2）的内腔（23）中的流体能够液压地把力传递到制动活塞（3）上，并且柱塞（7）能够机械地将力传递到制动活塞（3）上，其中柱塞（7）能够通过主轴（6）和主轴螺母（4）把力传递到制动活塞（3）上。

2.按照权利要求1所述的制动装置（1），其特征在于，柱塞（7）被容纳在主轴（6）中，并且柱塞（7）和主轴（6）通过螺纹连接相连接，并且主轴（6）和主轴螺母（4）通过轻载螺纹连接相连接。

3.按照权利要求2所述的制动装置（1），其特征在于，在柱塞（7）和主轴（6）之间的螺纹连接是右螺纹或者是左螺纹，并且在主轴（6）和主轴螺母（4）之间的轻载螺纹连接是左螺纹或者是右螺纹。

4.按照权利要求2或3所述的制动装置（1），其特征在于，在柱塞（7）和主轴（6）之间的螺纹连接的摩擦力矩在第一步骤中相比于在主轴（6）和主轴螺母（4）之间的轻载螺纹连接的摩擦力矩较大，从而通过从柱塞（7）经由主轴（6）和主轴螺母（4）到制动活塞（3）上的机械的力传递能够产生第一夹紧力，并且在柱塞（7）和主轴（6）之间的螺纹连接的摩擦力矩在第二步骤中通过制动活塞（3）上的反力增加而相比于在主轴（6）和主轴螺母（4）之间的轻载螺纹连接的摩擦力矩较小，从而通过液压的力传递能够产生第二夹紧力。

5.按照权利要求1到3中任一项所述的制动装置（1），其特征在于，在主轴螺母（4）上设置了具有止动爪（51）的掣子盘（5）。

6.按照权利要求5所述的制动装置（1），其特征在于，止动爪（51）如此与第一制动钳壳体壁共同作用，从而主轴螺母（4）离开驻车制动器的制动片的运动被止动。

7.按照权利要求1到3中任一项所述的制动装置（1），其特征在于，主轴（6）通过轴向轴承（64）支撑在第二制动钳壳体壁上。

8.用于操作按照权利要求1到7中任一项所述的制动装置（1）的方法。

9.用于执行按照权利要求8所述的方法的调节或者控制机构。