-
Stand der Technik
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung zum Verriegelung einer Position, insbesondere einer Feststellposition, einer automatisierten Parkbremse bzw. Feststellbremse.
-
Automatisierte Parkbremsen bzw. Feststellbremsen werden in jüngster Zeit verstärkt in Fahrzeugen eingesetzt und ersetzen dabei die bisher verwendeten mechanischen Feststellbremsen, bei welchen der Fahrer über einen Handgriff im Fahrzeug und einen Seilzug die Feststellbremse des Fahrzeugs betätigt (Handbremse). Bei einer automatisierten Feststellbremse wird im Unterschied dazu lediglich ein Schalter bzw. Knopf im Fahrzeug betätigt, um eine Feststellung des Fahrzeugs zu erreichen. Hierbei wird der Feststellbremswunsch des Fahrers einer Steuerung zugeführt, welche beispielsweise einen am Bremskolben angeordneten elektrischen Motor oder eine Hydraulik betreibt, um den Feststellbremswunsch auszuführen.
-
Um die Feststellposition zu sichern, sind ferner Verriegelungsvorrichtungen bekannt, bei welchen der Bremskolben mechanisch fixiert wird. Hierzu wird ein Verriegelungselement mittels eines separaten Elektromotors über ein Schneckengetriebe angetrieben. Das bekannte Verriegelungselement weist jedoch relativ viele Bauteile auf und nimmt insbesondere einen relativ großen Bauraum in dem relativ begrenzten Raum an der Fahrzeugbremse ein. Weiterhin hat sich herausgestellt, dass aufgrund von sich addierenden Toleranzwerten insbesondere bei dem Schneckengetriebe teilweise ein Spiel vorhanden ist, welches jedoch bei der Verriegelung der Feststellbremse unerwünscht ist. Aus der
WO 2005/059395 A1 ist eine Verriegelungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
-
Vorteile der Erfindung
-
Die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln einer Position einer automatisierten Feststellbremse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie besonders kompakt aufgebaut ist. Ferner benötigt die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung nur eine geringe Teileanzahl, so dass eine Montage der Verriegelungsvorrichtung vereinfacht werden kann. Überdies kann die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung sehr kostengünstig bereitgestellt werden. Auch kann erfindungsgemäß auf ein Getriebe verzichtet werden, so dass keinerlei Probleme hinsichtlich eines eventuell auftretenden Getriebespiels vorhanden sind.
-
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass ein Verriegelungselement als Ankerwelle eines elektrischen Antriebs ausgebildet ist. Dadurch kann erfindungsgemäß auf das üblicherweise zwischen dem elektrischen Antrieb und dem Verriegelungselement angeordnete Getriebe verzichtet werden. Die Ankerwelle ist dabei derart im elektrischen Antrieb angeordnet, dass sie sich bei einer Rotation in Axialrichtung der Welle bewegt. Dadurch kann die Ankerwelle die Funktion des Verriegelungselements übernehmen. Die Verriegelung einer Position der automatisierten Feststellbremse erfolgt somit erfindungsgemäß unmittelbar durch eine Axialbewegung der Ankerwelle. Ein besonders kompakter Aufbau der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung wird erreicht, da Kommutatorflächen des elektrischen Antriebes unmittelbar an der Ankerwelle angeordnet sind.
-
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
-
Vorzugsweise weist die Ankerwelle ein Außengewinde auf, welches mit einem Innengewinde an einem Bauteil der automatisierten Feststellbremse in Eingriff bringbar ist, um eine Rotationsbewegung der Ankerwelle in eine Axialbewegung umzuwandeln. Somit kann eine spezielle Art eines Spindeltriebes realisiert werden.
-
Weiter bevorzugt ist das Innengewinde in einem Kolbenelement der automatisierten Feststellbremse vorgesehen.
-
Vorzugsweise sind die Kommutatorflächen benachbart zum Anker des elektrischen Antriebs angeordnet.
-
Um eine gegenseitige Beeinflussung unterschiedlicher Funktionselemente an der Ankerwelle zu vermeiden, ist die Ankerwelle vorzugsweise stufenförmig aufgebaut.
-
Eine besonders schnelle und einfache Montage kann erreicht werden, wenn ein Anker des elektrischen Antriebes mittels einer Presspassung an der Ankerwelle befestigbar ist. Bei einem stufenförmigen Aufbau der Ankerwelle kann dabei eine Abstufung ferner als Anschlag für den Anker verwendet werden.
-
Um bei einer Rückstellung der Verriegelungsvorrichtung in eine Endposition, d.h. freigegebenen Position der Verriegelungsvorrichtung, eine definierte Stellung des Verriegelungselements zu erreichen, ist vorzugsweise eine Anschlageinrichtung vorgesehen.
-
Die Anschlageinrichtung weist vorzugsweise ein vorstehendes Anschlagelement und eine im Wesentlichen bogenförmige Ausnehmung auf. Das vorstehende Anschlagelement ist dabei entweder am Verriegelungselement oder an einer Innenseite eines Gehäuses gebildet und die bogenförmige Ausnehmung ist in entsprechender Weise an dem anderen Bauteil, d.h. Verriegelungselement bzw. Innenseite des Gehäuses, gebildet, welche nicht das vorstehende Anschlagelement aufweist. Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass in einer Endstellung bzw. Ausgangsstellung der Verriegelungsvorrichtung eine Reibung zwischen dem Verriegelungselement und dem Gehäuse einen vorbestimmten Wert nicht übersteigt. Hierdurch wird insbesondere eine Haftreibung, welche zwischen zwei Flächen auftreten könnte, verhindert.
-
Eine besonders einfache und kostengünstige Ausbildung der Anschlageinrichtung kann erreicht werden, wenn das vorstehende Anschlagelement an einer zylindrischen Hülse gebildet ist. Die zylindrische Hülse kann dabei entweder am Gehäuse oder am Verriegelungselement selbst vorgesehen werden.
-
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine automatisierte Feststellbremse mit einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen können die Verriegelungsvorrichtungen für Feststellbremsen deutlich kostengünstiger bereitgestellt werden, so dass ein Kostennachteil der automatisierten Feststellbremsen gegenüber den üblichen Handbremsen weiter reduziert wird.
-
Zeichnung
-
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der begleitenden Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
- 1 eine schematische Schnittansicht einer Verriegelungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
- 2 eine schematische, perspektivische Ansicht eines in 1 verwendeten Verriegelungselements,
- 3 eine schematische Schnittansicht eines Teils einer Verriegelungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und
- 4 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Verriegelungselements gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
-
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 eine Verriegelungsvorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
1 zeigt eine teilweise Ansicht einer automatisierten Feststellbremse mit einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung 1. Die automatisierte Feststellbremse umfasst einen nicht dargestellten Bremskolben und einen Federkolben bzw. Hilfskolben 12 sowie einen zwischen dem Bremskolben und dem Hilfskolben 12 angeordneten Hydraulikraum. In 1 befindet sich der Hydraulikraum unterhalb der nach unten gerichteten Kolbenfläche des Hilfskolbens 12.
-
Wenn die Feststellbremse aktiviert wurde, wird dem Hydraulikraum unter Druck stehendes Fluid zugeführt und der Bremskolben drückt die Bremsbeläge gegen eine Bremsscheibe. Der Hilfskolben 12 befindet sich dabei in der in 1 gezeigten Position, wobei ein Federelement 11 teilweise zusammengedrückt wurde. Ausgehend von dieser Position soll eine mechanische Verriegelung des Bremskolbens erfolgen, so dass der Hydraulikdruck gegebenenfalls im Hydraulikraum abgebaut werden kann, so dass der Bremskolben mechanisch verriegelt ist.
-
Hierzu ist die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung 1 vorgesehen. Die Verriegelungsvorrichtung 1 umfasst einen elektrischen Antrieb 2, welcher vollständig in einem Gehäuse 10 der Feststellbremse angeordnet ist. Der elektrische Antrieb 2 umfasst einen Anker 4, welcher auf einer Ankerwelle mittels einer Presspassung befestigt ist. Die Ankerwelle des elektrischen Antriebs 2 ist dabei als Verriegelungselement 3 ausgebildet. Wie in 1 ersichtlich ist, ist das Verriegelungselement eine Art Verriegelungsschraube mit einem Außengewinde 15 an ihrem unteren Ende. Ferner weist das Verriegelungselement 3 mehrere abgestufte Bereiche auf. Im Verriegelungselement 3 ist ferner eine Entlüftungsbohrung 19 vorgesehen. Der elektrische Antrieb 2 umfasst weiterhin ein Steckerelement 9, welches zur Versorgung von Bürsten 7a über Leitungen 7b mit elektrischem Strom vorgesehen ist und an der Außenseite des Gehäuses angeordnet ist. Die Bürsten 7a sind dabei in einem Bürstenhalter 7 angeordnet. Die Verbindung zwischen den Steckerelementen 9 und den Bürsten 7a im Bürstenhalter 7 kann beispielsweise über Stromschienen oder Ähnliches erfolgen. Am Verriegelungselement 3 sind mehrere Kommutatorflächen 8 angeordnet, welche den Bürsten 7a gegenüberliegen. Ferner umfasst der elektrische Antrieb 2 einen Poltopf 5, in welchem Magnetelemente 6 angeordnet sind, die gegenüber dem Anker 4 positioniert sind. Der Poltopf 5 ist dabei im Gehäuse 10 vorgesehen.
-
Wie weiter aus 1 ersichtlich ist, ist der Hilfskolben 2 mittels des Federelements 11 federbelastet und weist eine mittige Bohrung auf, in welcher ein Nachstellmechanismus 13 angeordnet ist. Am oberen Ende der Bohrung ist ein Innengewinde 14 ausgebildet. Das Innengewinde 14 befindet sich mit dem Außengewinde 15 des Verriegelungselements 3 im Eingriff. Der Nachstellmechanismus 13 dient zur Nachstellung eines Verschleißes an den Bremsbelägen.
-
Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße
-
Verriegelungsvorrichtung 1 eine Anschlageinrichtung, die aus einem vorstehenden Anschlag 17 und einer bogenförmigen Ausnehmung 18 besteht. Wie in 1 gezeigt, ist der vorstehende Anschlag 17 integral an einer Hülse 16 gebildet, welche in das Gehäuse 10 montiert ist. Die Hülse 16 ist mittels eines Verschlusselements 20 verschlossen. Das Verschlusselement 20 kann beispielsweise mittels einer Presspassung befestigt sein.
-
Die insbesondere in 2 ersichtliche bogenförmige Ausnehmung 18 ist in einer Kopffläche 3a des Verriegelungselements 3 gebildet und ist in Richtung einer hinteren Anschlagfläche 18a laufend tiefer werdend gebildet. Durch diese Anschlageinrichtung wird verhindert, dass sich die gesamte Fläche des Kopfes des Verriegelungselements 10 an der Innenseite des Gehäuses 10 anlegen kann, wodurch eine übermäßige Haftreibung auftreten könnte. Infolge einer derartigen Haftreibung könnte eine Betätigung des Verriegelungselements 10 durch den elektrischen Antrieb 2 verhindert werden. Durch das Vorsehen der Anschlageinrichtung wird eine Haftreibung nur an den kleinen Flächen im Bereich des vorstehenden Anschlags 17 bzw. der Ausnehmung 18 auftreten, welche problemlos von dem elektrischen Antrieb 2 überwunden werden kann.
-
Die Funktion der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung ist dabei wie folgt. Wenn sich die automatisierte Feststellbremse in ihrer Feststellbremsposition befindet, erfolgt eine mechanische Verriegelung mit der Verriegelungsvorrichtung 1. Hierzu wird der elektrische Antrieb 2 bestromt. Infolgedessen beginnt sich die als Verriegelungselement 3 ausgebildete Ankerwelle zu drehen. Da sich das Verriegelungselement 3 mit seinem Außengewinde 15 mit dem Innengewinde 16 des ortsfesten Hilfskolbens 12 im Eingriff befindet, wird die Rotation des Verriegelungselements 3 in eine Axialbewegung in Richtung der Längsachse X-X des Verriegelungselements 3 umgewandelt. Das Verriegelungselement 3 wird dabei so lange in Axialrichtung nach unten bewegt, bis es an dem Nachstellmechanismus 13 anschlägt und diesen weiter nach unten drückt, bis der Nachstellmechanismus den Bremskolben kontaktiert. In dieser Position ist der nicht gezeigte Bremskolben der Feststellbremse über das Federelement 11, den Hilfskolben 12 und das Verriegelungselement 3 mechanisch verriegelt.
-
Wenn diese mechanisch verriegelte Position des Verriegelungselements 3 eingenommen wurde, kann beispielsweise anhand eines aufgenommenen Motorstroms des elektrischen Antriebs bestimmt werden. Wenn das Verriegelungselement die verriegelte Position erreicht hat, kann es sich nicht mehr weiter drehen, so dass die Stromaufnahme des Motors stark ansteigt. Es sei angemerkt, dass der zurückgelegte Weg des Verriegelungselements 3 wenige Millimeter (ca. 2 mm) beträgt.
-
Zur Entriegelung wird das Verriegelungselement 3 mittels des elektrischen Antriebs in die entgegengesetzte Richtung bewegt, so dass sich das Verriegelungselement 3 wieder nach oben in die in 1 gezeigte Start- bzw. Endposition bewegt. Die Anschlageinrichtung verhindert hierbei eine zu große Haftreibung zwischen dem Verriegelungselement 3 und dem Gehäuse 10.
-
Durch die erfindungsgemäße Idee der Integration des Verriegelungselements 3 als Ankerwelle in einem elektrischen Antrieb 2 der Verriegelungsvorrichtung kann somit ein besonders kompakter und kostengünstiger Aufbau erreicht werden. Weiterhin kann auf ein Getriebe wie im Stand der Technik zwischen einem an das Gehäuse angeflanschten Elektromotor und dem Verriegelungselement verzichtet werden. Erfindungsgemäß ist dagegen der elektrische Antrieb in das Gehäuse 10 der Verriegelungsvorrichtung integriert.
-
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 3 und 4 eine Verriegelungsvorrichtung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
-
Wie aus den 3 und 4 ersichtlich ist, ist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel beim zweiten Ausführungsbeispiel die Anschlageinrichtung derart gebildet, dass ein vorstehender Anschlag 21 am Verriegelungselement 3 gebildet ist. Der vorstehende Anschlag 21 des Verriegelungselements 3 kann dabei entweder ebenfalls mit einem vorstehenden Anschlag in seiner Endstellung in Kontakt kommen oder ähnlich wie im ersten Ausführungsbeispiel mit einer entsprechend gebildeten Ausnehmung in der Endposition in Kontakt treten. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
-
Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, zu verlassen.
