用于至少一可旋转支撑的部件相对于壳体固定的手动制动器.pdf

本发明涉及一种用于至少一可旋转支撑的部件相对于壳体固定的手动制动器，并且尤其是适合于使用在农业的或者工业的载货汽车中。手动制动器(10)包括一电磁铁(26)、两个衔铁部件(40，42)和两个可旋转支撑的部件(12，14)。优选的是电磁铁(26)具有一铁心(28)和一线圈(30)。衔铁部件(40，42)相对于电磁铁(26)可相对移动地布置、并且相对于壳体(32)抗扭转地布置。电磁铁(26)布置在衔铁部件(40，42)之间。为了可旋转支撑的部件(12，14)用手动制动器(10)固定每一衔铁部件(40，42)可分别与一可旋转支撑的部件(12，14)相啮合。衔铁部件(40，42)被这样预张紧，以使在电磁铁(26)的休眠状态下衔铁部件(40，42)分别与可旋转支撑的部件(12，14)相啮合，并且在电磁铁(26)的激活状态下衔铁部件(40，42)不与可旋转支撑的部件(12，14)相啮合。

1.  用于至少一可旋转支撑的部件(12，14)相对于壳体(32)固定的手动制动器，尤其是用在农业的或者工业的载货汽车中，带有一电磁铁(26)、两个衔铁部件(40，42)和两个可旋转支撑的部件(12，14)，其中，电磁铁(26)优选具有一铁心(28)和一线圈(30，50，52)，其中衔铁部件(40，42)相对于电磁铁(26)可相对移动地布置、并且相对于壳体(32)抗扭转地布置，其中，电磁铁(26)布置在衔铁部件(40，42)之间，其中为了用手动制动器(10)固定可旋转支撑的部件(12，14)，每一衔铁部件(40，42)可分别与一可旋转支撑的部件(12，14)相啮合，其中衔铁部件(40，42)被预张紧，以使在电磁铁(26)的去激励状态下衔铁部件(40，42)分别与可旋转支撑的部件(12，14)相啮合，并且在电磁铁(26)的激励状态下衔铁部件(40，42)不与可旋转支撑的部件(12，14)相啮合。

2.  根据权利要求1所述的手动制动器，其中，电磁铁(26)位置固定地布置在壳体(32)上。

3.  根据权利要求1或者2所述的手动制动器，其中，衔铁部件(40，42)至少局部地基本上构成板状，尤其是在朝向电磁铁(26)的区域中，并且其中优选的是电磁铁(26)和衔铁部件(40，42)的板状区域这样布置，以使电磁铁(26)的力基本上垂直于衔铁部件(40，42)的板状区域作用。

4.  根据权利要求1至3中任一项所述的手动制动器，其中，衔铁部件(40，42)具有一种被电磁铁(26)的磁场吸引的材料，例如金属、尤其是铁或者钢。

5.  根据权利要求1至4中任一项所述的手动制动器，其中，至少设有一导向装置(44)，用该导向装置衔铁部件(40，42)可以在接合的位置或者未接合的位置之间引导，并且其中借助于至少一导向装置(44)衔铁部件(40，42)以一基本上直线的运动被引导。

6.  根据权利要求1至5中任一项所述的手动制动器，其中，可旋转支撑的部件(12，14)具有一轴，该轴优选与载货汽车的单轮驱动装置旋转连接。

7.  根据权利要求1至6中任一项所述的手动制动器，其中，在可旋转支撑的部件(12，14)上设置一配合板(18，20)，该配合板抗扭转地与可旋转支撑的部件(12，14)相连接，并且该配合板可与一衔铁部件(40，42)相啮合，并且其中配合板(18，20)优选布置在可旋转支撑的部件(12，14)的一自由端上。

8.  根据权利要求1至7中任一项所述的手动制动器，其中，为了在衔铁部件(40，42)和配合板(18，20)之间建立一摩擦或者传力连接，衔铁部件(40，42)和/或者配合板(18，20)至少具有一摩擦元件。

9.  根据权利要求1至8中任一项所述的手动制动器，其中，为了在衔铁部件(40，42)和配合板(18，20)之间建立一形状配合连接，衔铁部件(40，42)和/或者配合板(18，20)至少具有一齿部(22，24)。

10.  根据权利要求1至9中任一项所述的手动制动器，其中，衔铁部件(40，42)被用至少一弹簧元件(38)预张紧。

11.  根据权利要求1至10中任一项所述的手动制动器，其中，壳体(32)的至少一部分被这样构成，并且相对于电磁铁(26)这样布置，以使该部分起到磁轭的作用。

12.  根据权利要求1至11中任一项所述的手动制动器，其中，电磁铁(26)具有一罐形磁铁。

13.  根据权利要求1至12中任一项所述的手动制动器，其中，电磁铁(26)可根据DE102005039263的权利要求中任一项所述进行控制。

14.  根据权利要求1至13中任一项所述的手动制动器，其中，配合板(18，20)具有一齿部，用该齿部优选的是借助于一霍尔传感器可探测配合板(18，20)的旋转运动，并且因此可探测可旋转支撑的部件(12，14)的旋转运动。

15.  农业的或者工业的载货汽车、尤其是拖拉机的单轮驱动装置，其中汽车轴驱动的车轮可用根据权利要求1至14中任一项所述的手动制动器(10)固定。

16.  农业的或者工业的载货汽车、尤其是拖拉机，该载货汽车至少具有一适合于两个单独驱动的车轮的单轮驱动装置，其中汽车轴驱动的车轮可用根据权利要求1至14中任一项所述的手动制动器(10)固定。

用于至少一可旋转支撑的部件相对于壳体固定的手动制动器
技术领域
本发明涉及一种用于至少一可旋转支撑的部件相对于壳体固定的手动(驻车)制动器。
背景技术
手动制动器在农业的或者工业的载货汽车中例如以停车制动器的形式使用。停车制动器是汽车的重要安全部件。停车制动器也用于防止汽车在停车并且因此失去能量的状态下的滚动移动。通常停车制动器被加上弹性负载，即设有一预应力，当没有驱动件与预应力相反将操纵机构带到分离的位置时，该预应力始终将操纵机构压紧在停车制动器的接合位置上(即尤其是在汽车失去能量的状态下)。在申请人的拖拉机中使用了一侧支撑在变速箱外壳中的停车制动器臂。该停车制动器臂可进行一约几度的回转运动，并且由此将轴固定的齿轮在变速箱中的从动轴上刹住。回转运动可通过一可旋转的连杆刹住。连杆通过外壳盖支撑在变速箱外壳上。原则上停车制动器可纯机械地、即通过相应的拉杆液压地或者电磁地被操纵。
电磁操纵的形状配合和摩擦传力手动制动器作为开关元件在工业中是已是众所周知的，并且很流行。同样带有作为脚制动器和/或者驻车制动器的电磁制动器的汽车已是众所周知的。如果这种汽车装备有单轮驱动装置，将在每个车轮上设有一分别带有可电磁操纵的驱动件的独自的手动制动器。这样的解决办法是费用昂贵的，因为必须设有双倍数量的部件。此外也许没有这样的结构所需要的结构空间。
发明内容
因此本发明以该任务为依据，提出并继续改进开头时提到的种类的手动制动器，通过该手动制动器前面所提到的问题被克服。尤其是提供一种简化的结构，该结构优选的是要求更小的结构空间。
该任务根据本发明通过专利权利要求1所述的原理获得解决。本发明的其它的有利的结构和继续改进由从属权利要求中得出。
根据本发明的用于至少一可旋转支撑的部件相对于一壳体固定的手动制动器尤其适合于在农业的或者工业的载货汽车中使用。手动制动器包括一电磁铁、两个衔铁部件和两个可旋转支撑的部件。优选的是电磁铁具有一铁心和一线圈。衔铁部件相对电磁铁可相对移动地布置，并且相对于壳体抗扭转地布置。电磁铁布置在衔铁部件之间。为了用手动制动器固定可旋转支撑的部件，每一衔铁部件可分别与一可旋转支撑的部件相啮合。衔铁部件被这样预张紧，以使在电磁铁去激励的状态下衔铁部件分别与可旋转支撑的部件相啮合，并且在电磁铁的激励状态下衔铁部件不与可旋转支撑的部件相啮合。
根据本发明首先可以清楚地看到，如果仅设有一个电磁铁单元或者一个电磁铁，上面所提到的问题就可以被解决。电磁铁单元布置在两个衔铁部件之间，并且可同时操纵一个和另一个衔铁部件。换句话说，根据本发明的手动制动器布置在一区域中，在该区域中它可以与两个可旋转支撑的部件相啮合，例如在一中间的区域中或者在一在两个可旋转支撑的部件之间的区域中。电磁铁可相对于可旋转支撑的部件的纵向轴线置中或者同轴地布置在衔铁部件之间，因此例如得到一电磁铁相对于至少一可旋转支撑的部件的纵向轴线旋转对称的布置。根据本发明的手动制动器特别适合作为单轮驱动装置的停车制动器，其中每一车轮分别被一可旋转支撑的部件驱动。与此相应地可旋转支撑的部件可彼此独立地旋转。
优选的是电磁铁位置固定地布置在壳体上。因此，例如电磁铁的供电可以简单的方式并且不用集电环进行。
在一优选的结构形式中，衔铁部件至少局部基本上构成板状，当然可以规定，两个衔铁部件至少局部基本上构成板状和/或者相对于电磁铁左右侧相反地构成和布置。
尤其是衔铁部件在一区域中基本上可构成板状，该区域朝向电磁铁。在电磁铁激励之后例如电磁铁将吸引衔铁部件，而且直到它紧贴在或者平整的贴紧在电磁铁上或者铁心上，如果电磁铁在朝向衔铁板的区域中平整地构成的话。
当电磁铁和衔铁部件的板状区域这样布置，即电磁铁的力基本上垂直于衔铁部件的板状区域作用，乃是非常有利的。由此可实现最佳的能量传递。
合适的方式是衔铁部件具有一种材料，该材料被电磁铁的磁场吸引。例如衔铁部件由金属、尤其是由铁或者钢制造。因此如果电流通过电磁铁的线圈流动，并且因此建立起磁场，衔铁部件被电磁铁吸引。
根据一优选的结构形式至少设有一导向装置，用该导向装置衔铁部件可以在接合或者固定的位置和未接合或者松开的位置之间引导。导向装置位置固定地布置在壳体上，例如至少以一导向杆的形式。衔铁部件在这种情况下对每一导向杆可具有一凹槽，该凹槽在装配状态下包围着导向杆。导向装置可以这样构成，以使借助于至少一导向装置衔铁部件以一基本上直线的运动被引导。例如如果导向装置构成导向杆的形式，那么这就是这种情况。
通常可旋转支撑的部件具有一轴，其中该轴必要时通过一中间齿轮箱或者一变速级与载货汽车的单轮驱动装置旋转连接。对于可旋转支撑的部件通常至少设有一支座，部件为了它的旋转用该支座支撑在一壳体中。这样的轴在运行状态中被汽车的发动机驱动，在该运行状态中手动制动器未被接合，因此汽车可以被移动。
根据一优选的结构形式，一配合板或者配合圆盘设在可旋转支撑的部件上。配合板抗扭转地与可旋转支撑的部件相连接。配合板可与一衔铁部件相啮合。配合板是指一种离合器圆盘或者带有齿部的圆盘，其中离合器圆盘的摩擦面可与衔铁部件相啮合，因此如果两个部件相互啮合，在配合板和衔铁部件之间可建立一抗扭转的(摩擦或者传力)连接。如果配合板构成带有齿部的圆盘的形式，衔铁部件具有一为此基本上构成互补的齿部。如果圆盘与配合板相啮合，由此在两个部件之间建立一形状配合的抗扭转连接。配合板可具有一内齿，该内齿为了与可旋转支撑的部件的抗扭转连接而与可旋转支撑的部件的外齿相啮合。
优选的是配合板布置在一可旋转支撑的部件的自由端上。然而可以规定，可旋转支撑的部件空间上至少部分地延伸到电磁铁中。在这种情况下，配合板布置在一靠近可旋转支撑的部件的端部的区域中，该部件朝向电磁铁。
如已经表明的，为了在衔铁部件和配合板之间建立一摩擦或者传力连接，衔铁部件和/或者配合板可至少具有一摩擦元件或者摩擦涂层。这样的摩擦元件分别设在朝向另外的部件的侧面上。
可选择的方案或者为此附加地为了在衔铁部件和配合板之间建立一形状配合连接，衔铁部件和/或者配合板至少具有一齿部。一这样的齿部同样分别设在朝向另外的部件的侧面上。
在一特别优选的结构形式中，衔铁部件被用至少一弹簧元件预张紧。这样的弹簧元件在最简单的情况下可以具有一相应尺寸的蝶形弹簧或者螺旋弹簧。作为弹簧元件也可以设有一预应力的液压缸和/或者预应力的气缸，该液压缸或者气缸相应地布置在两个衔铁部件之间。弹簧元件无论如何应以一合适的力被这样预张紧，以使在电磁铁的去激励运行状态下衔铁部件与为此相邻布置的可旋转支撑的部件或者配合板相啮合，并且有效地保持在两个部件之间的形状配合或者传力的抗扭转连接。因此停车制动对两个单独驱动的车轮可分别被实现。
在一优选的结构形式中，至少壳体的一部分被这样构成，并且相对于电磁铁这样布置，以使该部分起磁轭的作用。在这种情况下电磁铁的线圈可一直延伸到壳体壁，以使在线圈之外走向的电磁铁的磁力线至少局部通过壳体走向或者进入壳体中。
优选的是电磁铁可以具有一罐形磁铁。它的中心轴线与可旋转支撑的部件的纵向轴线可基本上叠合，因此得到一几乎旋转对称的电磁铁和衔铁部件的结构。罐形磁铁在它的外部区域中可具有一可磁化的材料，例如钢或者铁，该材料围住线圈。该材料或者罐形磁铁的该壳体区域可以这样构成，以使一个或者两个衔铁部件紧贴在上面，如果衔铁部件在电磁铁的激励状态中不与可旋转支撑的部件相啮合。在罐形磁铁的一内部区域中也可以设有一可磁化的材料，衔铁部件在电磁铁的激励状态中同样可紧贴在该材料上。
在一特别优选的结构形式中，根据本发明的手动制动器或者电磁铁借助于一根据在本专利申请申报的时刻还没有公开的DE102005039263的权利要求中任一项所述的控制装置或者用于变速箱开关位置控制的方法进行控制。下面将涉及到在DE102005039263中的控制装置或者用于变速箱开关位置控制的方法。因此该专利申请的全部公开的内容这里将被包括在内。
当衔铁部件被带到一状态时，在该状态下它克服预应力移动，并且因此不与可旋转支撑的部件相啮合，电磁铁的线圈被用预先确定的第一电流强度的电流加载。第一电流强度被这样测量，以使由电磁铁的磁场作用到衔铁部件上的力这样大，以使无论如何衔铁部件可进行克服预应力的移动。
为了衔铁部件保持在该状态中，在该状态下它克服预应力移动，并且在那里衔铁部件例如紧贴在电磁铁的铁心上，电磁铁的线圈被用预先确定的第二电流强度的电流加载，其中第二电流强度小于第一电流强度。衔铁部件被电磁铁的磁场吸引。因为衔铁部件在该状态下被更靠近电磁铁布置，这同样足够使衔铁部件用在电磁铁的线圈中的第二电流强度的电流保持在该位置上，因为在衔铁部件离电磁铁微小的间距时(即缩小的气隙或者可忽略的气隙宽度)磁场仍然足够强大(由于位置坐标作为到电磁铁的距离的函数与磁场强度的倒数的关系)，尽管为此需要的保持电流仅仅是一小部分，例如是为了衔铁部件的移动调节的第一电流强度的电流的1/5到1/6。与此相应地，在DE102005039263中线圈可以用第一或者第二预先确定的电流强度的电流加载。这同样是可以设想的，电磁铁装备有两个可分开控制的线圈。在这样的情况下在DE102005039263的意义下一电磁铁的线圈可以用第一预先确定的电流强度的电流加载，并且第二线圈可以用第二预先确定的电流强度的电流加载。
为了将衔铁部件带到一与电磁铁保持一定间距的位置上，电磁铁的线圈不用电流加载。那么衔铁部件非常简单地通过流过电磁铁的电流的中断由于预应力被带到一以一定间距与可旋转支撑的部件接合的位置上。这最终由于安全技术的原因同样是合适的，因为在停电时那么根据本发明的手动制动器自动位于制动状态中或者位于它的接合位置上。
尽管这里将DE102005039263全部公开的内容都包括在内了，还是要特别指出，给电磁铁加载的电流可以是脉动的，并且尤其是脉冲宽度可调制的。因此在特别有利的方式下用于衔铁部件保持在该位置上的能量需求量非常小，在该位置上必须克服预应力。
为了探测可旋转支撑的部件转速，分配给该可旋转支撑的部件的配合板可具有一齿部。如果齿部磁化地构成，转速例如可借助于一霍尔传感器被探测。
在一特别优选的结构形式中，汽车轴的单独驱动的车轮可用一根据权利要求1至14中任一项所述的手动制动器固定。就这一点来说因此可以实现汽车的单轮驱动，在该汽车中单独驱动的车轮可用仅仅一个部件(即根据本发明的手动制动器)固定。特别优选的是所述汽车是指农业的或者工业的载货汽车并且尤其是拖拉机。
因此可提供一种农业的或者工业的载货汽车、尤其是拖拉机，该拖拉机至少具有一适合于两个单独驱动的车轮的单轮驱动装置，其中汽车轴的被驱动的车轮可用根据权利要求1至14中任一项所述的手动制动器固定。为了避免重复关于手动制动器的设计结构参阅说明的前面的部分。
那么有不同的可能性，本发明的原理按有利的方式布置和继续改进。为此一方面参阅在专利权利要求1之后列出的专利权利要求，并且另一方面参阅下面本发明优选的实施例借助于附图的说明。与本发明优选的实施例借助于附图的说明相连系也大体地说明了本原理的优选的布置和继续改进。
附图说明
图1在剖视图下表示了一根据本发明的手动制动器的第一实施例，
图2在剖视图下表示了一根据本发明的手动制动器的第二实施例，并且
图3在剖视图下表示了一根据本发明的手动制动器的第三实施例。
相同的或者类似的部件在附图中用同一附图标记表示。
具体实施方式
图1表示了一根据本发明的手动制动器10，两个可旋转支撑的部件12、14可用该手动制动器固定。在附图中未画出的车轮分别与可旋转支撑的部件12、14旋转连接，其中汽车轴的左侧车轮可用左侧画出的可旋转支撑的部件12驱动，并且汽车轴的右侧车轮可用右侧画出的可旋转支撑的部件14驱动。左侧的和右侧的车轮可彼此独立地被驱动。换句话说涉及到单轮驱动装置。不仅左侧而且右侧可旋转支撑的部件12、14具有一外齿16，可旋转支撑的部件12、14用该外齿可分别与配合板18、20抗扭转地相连接。与此相应地配合板18、20分别具有一内齿，该内齿相对外齿16互补地构成。那么配合板18、20设在可旋转支撑的部件12、14的自由端上。在配合板18、20的外部区域中分别设有一齿部22、24，该齿部圆周上设在朝向另外的配合板的一侧上，并且该齿部沿着轴向方向构成。部件12、14可旋转地围绕着轴线25支撑在支座中，其中支座在附图中未画出。
设有一电磁铁26，该电磁铁具有一铁心28和一线圈30。电磁铁26抗扭转地布置在壳体32中，手动制动器10布置在该壳体中。在根据图1所示的电磁铁中涉及到一罐形磁铁，其中线圈30用它的绕组围绕着铁心28缠绕。铁心由一种可磁化的材料构成，即具体地由铁或者钢构成。在电磁铁26的外部区域34中同样设有一种可磁化的材料。就这点来说磁力线不仅通过铁心28而且通过电磁铁26的磁轭34走向。总体来说构成一磁场，它的磁力线围绕着线圈30形成环形圆纹曲面或者围绕着线圈30呈环形圆纹曲面走向。在图1中磁力线35以虚线示意地表示，该磁力线可在通电的电磁铁26时获得。
铁心28具有一孔36，一弹簧38布置在该孔中。弹簧38被预张紧，并且分别沿着配合板18、20的方向挤压衔铁部件40、42。换句话说，弹簧38挤压衔铁部件40、42离开电磁铁26。电磁铁26布置在衔铁部件40、42之间。衔铁部件40、42基本上构成板状，并且由可磁化的材料组成，并且与此相应地被电磁铁26吸引，如果电磁铁被激活，并且建立起磁场时。
衔铁部件40、42沿着轴线25的方向相对于电磁铁26和壳体32可移动地布置。因此，衔铁部件40、42在可能的工作位置上可分别与配合板18、20相啮合，因此最终分别可旋转支撑的部件12、14通过各自的配合板18、20可相对壳体32被固定。在图1中表示的这样的运行状态下手动制动器被接合，并且可旋转支撑的部件12、14被固定。在该运行状态下衔铁部件40、42用它的齿部22、24通过预张紧的弹簧38被挤压入配合板18、20的相应的齿部。
如果电磁铁26被激活(通电)，衔铁部件40、42被电磁铁吸引，因此齿部22、24不相互啮合，并且配合板18、20和与此分别相连接的可旋转支撑的部件12、14被松开，因此，在手动制动器10的该运行状态下可旋转支撑的部件12、14未被固定。在该两个运行状态之间衔铁部件40、42各自执行一基本上直线的运动，该直线运动通过相应设有的导向装置44被引导。导向装置44具有一设在壳体32上的齿部46或者一相应构成的凸起或者一为此基本上构成互补的衔铁部件40、42的齿部48。就这一点而言，衔铁部件40、42在壳体32中抗扭转地布置，并且关于在壳体32之内沿着轴线25的直线运动通过导向装置44被引导。
图2在示意图示下表示了另一根据本发明的手动制动器10的实施例，该手动制动器类似于根据图1所示的实施例构成。电磁铁26同样具有一铁心28和一线圈30。不过电磁铁26在根据图2所示的实施例中不包括相应于图1所示的磁轭34的部件。与此相应地衔铁部件40、42仅仅紧贴在电磁铁26的铁心28上，其中衔铁部件40、42的径向外部区域也可以紧贴在线圈30上。因此在电磁铁26激活时同样构成环形圆纹曲面的磁力线35，该磁力线在电磁铁26的外部区域中通过壳体32延伸。因此在根据图1所示的实施例中在电磁铁激活的状态下衔铁部件40、42紧贴在铁心28和磁轭34上。
图3在示意图示下表示了一根据本发明的手动制动器10的第三种实施例。同样该实施例基本上与图1和图2所示的实施例可相比较地构成。根据图3所示的电磁铁26具有两个线圈50、52，该线圈围绕着电磁铁26的铁心28缠绕。线圈50、52可彼此分开用电流加载。它可以这样被构成和控制，以使为此在激活的电磁铁26并且因此在松开的手动制动器时存在一冗余度。即如果例如给线圈50或者给线圈52供电的电路(在附图中未表示)发生故障时，电磁铁26的磁场还一直足够强大，该磁场在这种情况下那么仅仅借助于线圈50建立，以便衔铁部件40、42紧贴在电磁铁26上，以便手动制动器10被松开。其它的控制策略同样是可以设想的，即例如只在这时衔铁部件40、42可被紧贴在电磁铁26上，如果两个线圈同时被用电流加载时。
最后要特别指出，前面探讨的实施例仅仅用作要求的原理的说明，然而该原理并不局限在该实施例上。