专利名称：停车制动器张力调节固定装置、方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及停车制动器，尤其涉及用来调节停车制动器的张力电缆的装置。
背景技术：
汽车从生产线上下来之前，对其进行的最后操作之一是调节手动停车制动系统的张力。适当地调节停车制动系统是非常重要的，其原因如下。首先是安全。如果停车制动系统没有被适当地调节，那么车辆驾驶员可能对停车制动系统的有效性具有错误的安全判断。例如，当雇员从生产线上开下汽车时，一旦他们将车停在车房用地，他或她通常就会使用手动停车制动器。如果停车制动器被设定得太松，汽车可能开始无意识地从它的停放位置滑动，从而对雇员、汽车情况、车房用地上的其他汽车、以及生产设备产生潜在的安全威胁。此外，这种安全判断将传到消费者，作为没有适当调节张力的停车制动系统的后果，他们可能处于个人伤害、伤害他人或财产损害的危险中。
其次，停车制动系统的适当的张力调节对消费者产生上等品质的感觉。如果停车制动器的张力被设得适当，消费者将认为这是高生产质量的标志。然而，如果停车制动器的张力被设得不适当，则潜在的消费者可能认为这是低水平汽车设计的信号。对高性能汽车尤其是这样，如密歇根州迪尔伯恩的福特汽车公司制造的Mustang。
不幸的是，停车制动系统的电缆本身就难于被适当地调节张力，尤其在习惯于使用扭矩规格来固定紧固件的生产环境中。用来调节至给定扭矩规格的典型工具包括气动扳手或直流(DC)电动扳手。这些工具被证明能够拧紧至汽车设计要求。然而，在许多电缆张力调节系统中看到的螺杆和调节螺母不能承受典型的夹具负荷，并需要非常小的扭矩来适当调节。
现在调节停车制动器张力的努力方向是使用扭矩扳手拧紧连接至电缆端部的调节螺母。扭矩扳手设有预先确定的扭矩规格，并且调节螺母被旋紧直到获得所需扭矩。对拧紧电缆系统，如车辆停车制动器中看到的电缆系统，这种调节策略具有几个不足。首先，仅设定调节螺母上的扭矩可导致汽车之间电缆张力产生宽范围的变化。例如，一个汽车的停车制动器张力可能具有1.9牛顿-米(N-m)的预定扭矩规格，这远低于传统气动工具操作中可靠操作的下限。因此，动力或电力扳手的需要通常是必要的。另一个不足是紧固件上的现行扭矩是高度变化的，这是因为制造公差和环境条件可激烈改变所需扭矩以适当调节停车制动器。与这种低扭矩规格相结合，几乎不可能设定扭矩目标以匹配所需的电缆张力。
在没有适当调节停车制动器的情况下，问题普遍产生了。欠张力是一个问题，它是由不适当调节停车制动器导致的。如果停车制动器系统是欠张力的，那么停车制动器将会空转。空转是任何张力被施加在停车制动电缆之前，停车制动器的手柄被拉起一段距离的情况。系统中的这种松弛情况被消费者认为是低生产质量的标志。在极端情况下，这可导致车辆驾驶者认为在使用停车制动器后该车是正确固定的，而制动器实际上还没有啮合。相反地，过张力是不适当停车制动器调节的另一个结果。在过张力系统中，当驾驶员认为停车制动器没有啮合的时候，停车制动器可能被使用了。在停车制动器处于安置位置的时候，停车制动电缆会在车辆车轮上施加制动压力。过张力的结果是，制动阻力被产生了。制动阻力引起质量和安全担忧，因为它能引起加速的制动磨损，并且在汽车车轮处过热。
因此，用来适当地调节停车制动器张力，而不依靠扭矩规格的装置、方法和系统是需要的，以确保上等品质的生产。
发明内容
本发明提供了一种停车制动器张力调节装置、方法和系统。通常描述，所述装置是用来调节车辆中停车制动器的张力电缆的。所述装置具有用来容纳所述停车制动器手柄的内壳。此外，所述装置具有连接至所述壳体的可变形构件，并预先施加了预定的负荷。所述装置还具有压力探测器或杆，其第一端连接所述可变形构件，第二端与车辆零件接触。另外，所述装置还具有开关，用来在利用调节工具调节张力电缆的张力以施加预定负荷至可变形构件时，产生控制信号。此外，所述装置还具有继电器，用来在预定作用力值被达到时，传输控制信号至调节工具，从而禁止调节工具。
所述装置的所述内壳还包括夹具，用来接合所述停车制动器的手柄，并将其固定在所述内壳中。所述夹具是自致动凸轮，或者杠杆致动夹具。此外，所述装置还包括连接在所述夹具上的杆，它被用来释放所述夹具，这样手柄就离开了所述装置的内壳。
此外，所述装置还包括连接所述压力探测器或杆的足部。在此实施例中，所述压力探测器被连接至所述可变形构件和所述足部。所述足部可通过螺纹连接方法(a threaded screw-like method)被连接在所述压力探测器上。
所述调节工具是基于手柄的工具，以向张力电缆施加作用力。在特定实施例中，调节工具是直流电动扳手，它辅助向电缆施加张力。
例如，所述可变形构件可以是弹簧。所述弹簧可被施加预定负荷值，以准确地测量所述装置中的电缆张力。所述可变形构件可通过插入或去除薄垫片来调节，以调节预定的负荷。所述预定的负荷涉及所述装置的几何结构，以及系统中所需的电缆张力。在一个实施例中，所述负荷可以在大约15-20磅的范围内。
另外，所述装置还包括一个或多个指示器，这些指示器在停车制动器的调节中达到预定的作用力值时，向装置的使用者提供反馈。
调节停车制动器的方法也被描述了。杆或压力探测器首先被施加预定的负荷，它与停车制动器手柄的第一位置相对应。接着，所述手柄被插入连接在压力探测器上的停车制动器固定装置中。然后，所述压力探测器被放在车辆零件上，如车辆的中间副仪表板上。接着，调节螺母被拧紧，偏移所述手柄至第二位置，此处对应预定的作用力值。一旦预定的作用力值被达到，所述的被施加至所述张力电缆的作用力就被禁止了。
调节停车电缆的系统也被描述了。所述系统包括连接至停车制动器固定装置的调节工具，用来调节停车制动器的张力。所述停车制动器固定装置包括内壳、可变形构件、压力探测器、开关和继电器。当电缆中的张力被调节时，停车制动器的手柄被偏移，它引起可变形构件压缩至预定的作用力值。所述停车制动器手柄的向下偏移使得压力探测器接触所述开关，这使信号发送至调节工具，以停止调节工具。
本发明的各个方面可通过下面披露的实施例详细描述的回顾，并参考附加的图片和权利要求，而被更清楚的理解和认识。
图1显示了根据本发明一些实施例的停车制动器张力调节装置。
图2显示了根据本发明一些实施例的停车制动器张力调节装置的截面视图。
图3是显示调节根据本发明一些实施例的停车制动器的张力调节电缆的程序的逻辑流程图。
具体实施例方式
图1显示了用来调节汽车中停车制动器115的张力的停车制动器固定装置100。典型地，停车制动器固定装置100被放置在停车制动器115上方。停车制动器固定装置100包括刚性外壳105，它典型地由聚合物材料制成，例如DERLIN，它提供耐用的光面精整。刚性外壳105还能由其它聚合物材料制成，如聚烯烃，例如但不限于超高分子量(UHMW)聚乙烯，低、中和高密度聚乙烯，聚亚安酯，聚酰胺，共聚物以及它们的组合物。另外，其它材料，包括金属，例如铝、钛及类似物，金属合金，陶瓷制品等类似物，能被用来制造刚性外壳105，而不脱离本发明的范围。
停车制动器100还包括容纳手动停车制动器115的内壳110，手动停车制动器115包括手柄120和释放按钮125。停车制动器115典型地位于车辆的中间副仪表板中，在驾驶员侧面和前排乘客侧面座位之间，并可在汽车，如密歇根州迪尔伯恩的福特汽车公司制造的2005Mustang中发现。
内壳110能容纳夹具130以使停车制动器115固定在停车制动器固定装置100的内壳110中。夹具130优选是能够接合停车制动器115的手柄120下侧的自致动凸轮。在操作中，停车制动器115的手柄120被插入内壳110足够的距离，使得内壳110的后壁接合并压下停车制动器115的释放按钮125。夹具130同时接合停车制动器115的手柄120的底部，并对手柄施加向上的力，从而将停车制动器115的手柄120锁定在内壳110中，并防止停车制动器115脱离停车制动器固定装置100。自致动凸轮机构可弹簧加载以在停车制动器115的手柄120上提供恒定的向上的力。由于支点位置位于夹具130的前部，所以停车制动器115的手柄120容易地滑入内壳110中。然而，由于凸轮的作用，如要拉出手柄120，则需施加较大的向上的力。虽然夹具130被描述为自致动凸轮机构，但是本领域的熟练技术人员可以理解，夹具130可以是下按式夹具机构、杆式夹具机构，或任何其它可以用来将停车制动器115的手柄120固定在内壳110中的夹持机构，而不脱离本发明的范围。内壳110和夹具130的角部可具有圆角或被弄圆了的直边，以适当地将停车制动器115的手柄120固定在内壳110中，而不破坏所述手柄。
停车制动器固定装置100还可以容纳杆125。杆125用作自致动凸轮机构的释放件。当杆125被压下时，凸轮机构的向上的力被释放，这允许停车制动器115的手柄120从内壳110中移出。
停车制动器固定装置100还包括压力探测器150。在一个实施例中，压力探测器150是弹簧偏移机构，它利用施加在可变形构件215上的机械力，通常是弹簧上的机械力来测量向下的压力量。在另一个实施例中，压力探测器150可以是电受力传感器，当机械力被施加在传感器上时，它的阻值相改变。然后，阻值的改变可以被测量，并转换为机械力。虽然只描述了弹簧机构和电受力传感器被用作压力探测器150，但是本领域的熟练技术人员可以理解任何形式的压力探测器，例如水压力探测器等类似物也可被使用，而不脱离本发明的范围。
压力探测器150还可包括足部155，它可通过螺纹装置连接在压力探测器150上。足部155典型地由不磨损的材料制成，并被用来保护汽车的零件，如停车制动器固定装置100安置在其上的车辆中间副仪表板等。在一个实施例中，足部155是由硬橡胶制成。适合足部155的其它材料包括聚烯烃、聚亚安酯、聚酰胺，以及它们的组合物。
停车制动器固定装置100还包括电连接器140。电连接器140允许停车制动器固定装置100被连至直流(DC)电气工具，例如在24伏(V)下工作的DC电动扳手(未显示)。在一个实施例中，电连接器140可以是标准圆形工业连接器，它在本领域是公知的。圆形工业连接器是优选的，因为它们可经得住制造环境中的生产线条件。连接器140可接纳连接电缆145，以通过24V输入/输出(I/O)接口连接停车制动器固定装置100至DC电动扳手。
停车制动器固定装置100还可包括一个或多个指示器160和165，以向操作者反馈停车制动调节过程成功与否。指示器160和165可以是视觉指示器，如发光二极管(LED)、电灯泡和类似物，或者是声音指示器，如声音音调，或者视觉和声音指示器的组合。在一个实施例中，停车制动器固定装置100包括两个视觉指示器绿色视觉指示器160和红色视觉指示器165。绿色指示器160可以是工作在24V下的绿色LED，它连接至张力杆，并在预定值施加到压力探测器150时启动。红色指示器165可以是红色LED，也工作在24V下，它连接至控制器(未显示)，当DC电动扳手的过扭矩条件发生时，它可以发亮，指示张力调节过程的失败。
指示器160或165需要电源(未显示)以向指示器160和165提供动力。电源可含在停车制动器固定装置100中。电源可以是本领域中公知的、任何供电气装置使用的电源。例如，可以使用电池。如果选用电池，则可以是可替换电池、充电电池、太阳能电池和类似物。
图2显示了停车制动器固定装置100的截面视图。夹具130也显示在内壳110底部处。当停车制动器115的手柄120被插入内壳110中时，夹具130对停车制动器115的手柄120施加向上的力，以将停车制动器115固定至内壳110。杆135可被向下按压至释放夹具130，从而释放施加至停车制动器115上的力，并允许停车制动器固定装置100从停车制动器115的手柄120中移出。正如本领域的熟练技术人员所知，杆135可通过执行推或拉操作来释放停车制动器115。
压力探测器150具有两个端部。压力探测器150的第一端可被连接至可变形构件215。压力探测器150的第二端可通过螺纹连接方法(a threadedscrew-like method)连接在足部155上。
停车制动器固定装置100还包括可变形构件215。正如本领域的熟练技术人员所知，可变形构件215涉及吸收动能的装置。在一个实施例中，可变形构件215可以是弹簧。
截面图还显示了支架205。支架205辅助将机构固定在一起。此外，支架205可接受至少一个螺钉210以加强稳定性。支架通过螺钉210连接固定在一起。螺钉210连接外壳105至支架205，并加强稳定性。
开关225也显示在图中。开关225可以是拨动开关、按钮开关、咬合作用开关和类似物。在优选实施例中，开关225是按钮开关。按压开关225时，它触发继电器。开关225被连接至继电器230和至少一个指示器160或165，所述指示器向操作者反馈停车制动调节过程成功与否。指示器160和165可以是视觉指示器，如发光二极管(LED)、电灯泡和类似物，或者声音指示器，如不同的声音音调，或者视觉和声音指示器的组合。在一个实施例中，停车制动器固定装置100包括两个视觉指示器绿色视觉指示器160和红色视觉指示器165。绿色指示器160可以是工作在24V下的绿色LED，它连接至压力探测器并且当预定预加载值达到时启动。红色指示器165可以是也工作在24V下的红色LED，它连接控制器(未显示)，当过扭矩条件发生时，它可以发亮，指示张力调节过程的失败。
停车制动器固定装置100集中使用手柄作用力(handle efforts)来指示被适当调节张力的停车制动系统。它随后禁止了通过连接器140和连接器电缆145连接的调节工具。手柄作用力是施加在停车制动器手柄120上的力的大小，它是系统张力的直接测量值，而不是调节螺母扭矩规定。这是因为手柄120去除了螺纹摩擦变化的影响和在低扭矩处的测量误差。
测量手柄作用力比直接测量停车制动器张力电缆的张力更容易，因为测量和系统调节可在车辆中进行。这是生产线环境中的关键操作和调节。
为了测量手柄作用力，停车制动器固定装置100被连接至停车制动器115的手柄120上。停车制动器固定装置100的内壳110压下停车制动器115上的手柄120的杆125，靠在车辆副仪表板上的停车制动器固定装置100的压力探测器150上。夹具130，如自致动凸轮、杆式夹具和类似物，可用来固定停车制动器固定装置100至停车制动器115的手柄120上。
几种测量作用力的方法可以使用，包括电受力传感器和可变形构件，如弹簧偏移机构。从可靠性和简单性来说，弹簧偏移机构是优选的。弹簧偏移机构将手柄120上的力转化为停车制动器固定装置100的压力探测器150的偏移。通过在弹簧上设置预定的压力值，压力探测器150可以经受停车制动器115的手柄120的作用力而不会移动，并且将只在大于预定压力值的力已经被超过之后开始偏移。对于该解决方案，压力探测器150偏移到开关225中，从而激活调节工具的关闭逻辑线路。
工具关闭逻辑线路包括无线发射机/接收机和用线的硬线连接(atethered，hard-wired connection)。无线传输向操作者提供较大的动作自由，但是零件趋向更容易受滥用工具的损坏。另外，生产线环境或制造设备经常具有高程度的电磁干扰，它能损害操作并需要附加的零件。无线传输的执行可通过802.11、红外线、蓝牙、蜂窝数字信息包数据、高速电路转换数据、包数据蜂窝(packet data cellular)、通用包无线通信服务、无线电通信和类似方式，以及它们的组合来实现。此外，如果执行无线传输，则需要另外的电源。在实施例中，电池就足够了。电池可降低成本、增加有限的重量，并防止额外的维修成本。
然而，用线的关闭连接是本发明的优选实施例；它提供低成本、简单和耐用的解决方案。在这个特定实施例中，固定在停车制动器固定装置100的外壳105上的连接器140通过连接器电缆145被连接至调节工具。在该实施例中，开关225被施加在压力探测器150上的力以预定的作用力值拨动。结果，电路通过连接器140和连接器电缆145的连接，靠近调节工具(未显示)和停车制动器固定装置100之间的位置。在组装生产的优选配置中，连接可通过直流调节工具的输入/输出端口来实现。在实施例中，调节工具可以是螺母操作件(nut runner)。通过在直流调节工具的控制器中实现远程关闭逻辑线路，闭合电路可以切断调节工具的电源。这个调节在过张紧停车制动系统时引起微不足道的危害，因为调节工具在适当的手柄作用力下被禁止工作了。没有来自操作者的附加触发。实际上，这个实施例的结果说明了比通过扭矩控制方法调节螺母的现有技术有显著的提高。
在本发明的实施例中，调节工具可以是基于手柄的工具。基于手柄的工具是能够通过操作者施加张力至车辆张力电缆而被操作的工具。此外，这种工具可以通过操作者的一只或两只手来控制。调节工具还是调节电缆张力使其张紧的器械。在优选实施例中，所述工具可以是DC电动扳手。
图3显示了用来调节停车制动器115的张力的程序300的逻辑流程图。流程300从步骤305开始，在步骤305中设在可变形构件215上的负荷被预先设定至预定值。负荷的预定值引起停车制动器115的手柄120偏移至初始位置。例如，在一个实施例中，负荷的预定值可以是在15-20磅之间的作用力，更优选的是大约20-25磅的作用力。可变形构件215上的预加作用力可以通过增加或去除多个薄垫片220来调节。例如，为了提高可变形构件215上的预加负荷，可以增加更多的薄垫片220，这将导致可变形构件215被压缩，从而增加可变形构件215上的负荷。作为替换，为了降低可变形构件215上的预加负荷，可以去除薄垫片220，结果薄垫片220的去除降低可变形构件215的张力，从而降低预加负荷作用力。
在步骤310中，停车制动器115的手柄120被放置在内壳110中。手柄120被插入内壳110中，直到停车制动器释放按钮125完全接合内壳110的后壁。手柄120的底部同时接合夹具130，夹具130典型地是自致动凸轮且位于内壳110的底部。夹具130对停车制动器115的手柄120施加向上的力，然后它将手柄120锁在内壳110中。
在步骤315中，停车制动器固定装置100被降低，直到压力探测器150与汽车零件接触，典型地是车辆的中间副仪表板。在可变形构件215上的预加负荷作用力在中间副仪表板之上的第一位置处保持停车制动器115的手柄120。在步骤320中，张力电缆中的张力是通过拧紧连接在张力电缆的扭矩螺母来增加的。典型地，扭矩螺母用DC电动扳手拧紧，DC电动扳手是通过连接至电连接器140的连接器电缆145来连接至停车制动器固定装置的。调节工具被启动，它引起扭矩螺母的拧紧。由于扭矩螺母被拧紧，所以张力电缆上的张力增加了，这引起手柄120向下偏移。手柄120的偏移引起停车制动器固定装置100向下移动，并增加可变形构件215上的压力，从而引起压力探测器150沿向上方向移动。
在步骤325中，确定停车制动器115的手柄120是否偏移至第二位置，所述第二位置与预定作用力负荷相对应。如果停车制动器115的手柄120已经被偏移至第二位置，则适当量的张力已经被施加在张力电缆上。结果，程序结束，“是”分支走向“结束”。当停车制动器115的手柄120向下偏移至第二位置时，手柄是否已经偏移至第二位置的判断被做出，则控制信号被产生，并且指示器160，如果提供了，用信号通知操作者已经施加了适当量的张力至张力电缆。控制信号是由压力探测器150产生的，它被向上偏移直到它接触开关225，这激活了控制信号。另外，开关225激活继电器230，它产生中继信号至DC电动扳手。中继信号由24伏输入/输出接口接收，它产生逻辑信号以使DC电动扳手不起作用。然而，如果停车制动器115的手柄120没有偏移至第二位置，那么“否”分支返回至步骤320，在此时张力继续被施加至停车制动器的张力电缆。所述过程继续下去，直到预定作用力负荷被施加至压力探测器150上。
本发明的各种实施方式已经结合上面详述的实施例描述了，但是本发明并不解释为仅覆盖这些实施例。更正确地说，这些实施例仅是典型的实施例。上述典型实施例的各种变化也向本领域的熟练技术人员或其他人暗示它们没有脱离本发明的精神和范围。因此，附加的权利要求和它们等同权利的全部范围应该仅界定本发明的全部范围。
权利要求
1.一种调节车辆中停车制动器的装置，所述停车制动器具有手柄和张力电缆，所述装置包括容纳所述手柄的内壳；可变形构件；压力探测器，所述压力探测器的第一端连接至所述可变形构件，第二端接触车辆的部件；开关，在预定负荷通过调节工具施加在可变形构件上时，所述开关用来产生控制信号；以及继电器，在产生控制信号时，所述继电器停止调节工具。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述内壳包括用来接合所述手柄的夹具。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述夹具是自致动凸轮。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述夹具是杠杆致动的夹具。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述装置还包括连接在所述装置上的杆，用来从停车制动器上释放所述夹具。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述装置还包括连接在所述压力探测器第二端的足部。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述调节工具是基于手柄的工具，用来向张力电缆施加作用力。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述可变形构件包括弹簧。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述装置还包括至少一个指示器，它在施加预定的作用力值至可变形构件时提供反馈。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述装置还包括至少一个薄垫片，以调节可变形构件的预定负荷。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述装置还包括电连接器，它允许调节工具与所述装置接触。
12.一种调节具有手柄和张力电缆的停车制动器的张力的方法，包括用预定的负荷向压力探测器预加负荷，其中所述预定的负荷对应与停车制动器手柄相关的第一位置；将停车制动器的手柄插入连接在压力探测器上的停车制动器固定装置中；在车辆部件上放置所述压力探测器；调节连接在所述手柄上的张力电缆，以施加作用力，从而偏移所述手柄至第二位置，其中第二位置对应预定的作用力值；以及停止施加到所述张力电缆上的作用力。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于所述方法还包括向压力探测器施加作用力，以接触开关，由此所述开关初始化控制信号。
14.一种调节停车制动器的张力的系统，包括调节工具；停车制动器固定装置，包括容纳停车制动器手柄的内壳；可变形构件；压力探测器，所述压力探测器的第一端连接至所述可变形构件，第二端接触车辆部件；开关，在预定作用力值通过调节工具施加在可变形构件上时，所述开关用来产生控制信号；以及继电器，在产生控制信号时，所述继电器停止调节工具；其中，调节电缆张力时，压缩可变形构件至预定作用力值，所述压力探测器接触所述开关，同时从第一位置向第二位置移动所述手柄。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于所述内壳包括用来接合所述手柄的夹具。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于所述系统还包括连接在所述压力探测器第二端的足部。
全文摘要
本发明提供了一种停车制动器张力调节装置、方法和系统。通常描述，所述装置是用来调节汽车中停车制动器的张力电缆的。所述装置具有用来容纳所述停车制动器手柄的内壳。此外，所述装置具有连接至所述壳体的可变形构件，并预先施加了预定的负荷。所述装置还具有压力探测器或杆，其第一端连接所述可变形构件，第二端与汽车零件接触。另外，所述装置还具有开关，用来在利用调节工具调节张力电缆的张力以施加预定作用力至可变形构件时，产生控制信号。此外，所述装置还具有继电器，用来在预定作用力值被达到时，传输控制信号至调节工具，从而停止调节工具。其它实施例也被主张要求和描述了。
文档编号B60T11/00GK1736781SQ20051009216
公开日2006年2月22日 申请日期2005年8月22日 优先权日2004年8月20日
发明者布瑞·杰弗瑞·苏利文 申请人:福特环球技术公司