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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Feststellbremse für ein Fahrzeug.
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Feststellbremsen
(Handbremsen) für
Fahrzeuge sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen
bekannt. In jüngster Zeit
wird die bisher verwendete Hand- oder
Seilzugbremse verstärkt
durch automatisierte Feststellbremsen ersetzt, welche nach Betätigung eines
Schalters oder Knopfes o.ä.
durch einen Fahrer einen Aktuator betätigen, um die Feststellbremse
zu aktivieren. Derartige Feststellbremsen weisen jedoch eine relativ hohe
Bauteileanzahl auf, so dass die Kosten für automatisierte Feststellbremsen
relativ hoch sind. Ferner wird aufgrund der Vielzahl von Bauteilen
ein gewisser Bauraumbedarf im Fahrzeug benötigt. Weiterhin wurde festgestellt,
dass bei Verwendung von Hydraulik für das Aktivieren bzw. Deaktivieren
der Feststellbremse aufgrund der hohen Drücke sehr laute Geräusche erzeugt
werden und diese können
bei einem Fahrer den Eindruck erwecken, dass eine Fehlfunktion der
Feststellbremse vorliegt, wenn er diese betätigt.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Feststellbremse
für ein
Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den
Vorteil auf, dass sie eine geringe Teilezahl aufweist und sehr kostengünstig bereitgestellt
werden kann. Darüber
hinaus kann ein Bauraum für
die Feststellbremse reduziert werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, dass ein Hydraulikbremskreis, welcher mit einer Feststellbremseinheit
zur Feststellung des Fahrzeugs verbunden ist, über eine bereits im Fahrzeug vorhandene
Druckerzeugungseinrichtung mit Druck versorgt wird. Hierbei ist
zwischen der vorhandenen Druckerzeugungseinrichtung und dem Hydraulikbremskreis
der Feststellbremse eine Druckübertragungseinrichtung
vorgesehen. Somit kann erfindungsgemäß eine bereits im Fahrzeug
vorhandene Druckerzeugungseinrichtung, welche eigentlich für eine andere
Funktion im Fahrzeug vorgesehen ist, zusätzlich noch zum Aktivieren
bzw. Deaktivieren der Feststellbremse verwendet werden. Durch die
Verwendung der Druckübertragungseinrichtung
muss die Druckerzeugungseinrichtung nicht zwingend im Hydraulikbremskreis
der Feststellbremse eingebunden sein. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Feststellbremse
liegt darin, dass die erfindungsgemäße Feststellbremse auch in
Fahrzeuge eingebaut werden kann, welche über keine Hydraulikpumpe für den Hydraulikbremskreis
verfügen.
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Die
Unteransprüche
zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Um
einen besonders einfachen und kostengünstigen Aufbau bereitzustellen,
weist die Druckübertragungseinrichtung
vorzugsweise einen zweiseitig beaufschlagbaren Kolben auf.
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Weiter
bevorzugt ist die Druckübertragungseinrichtung über ein
Ventil, insbesondere ein Zwei-/Dreiwegeventil mit dem Hydraulikbremskreis der
Feststellbremse verbunden.
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Damit
eine Druckerzeugungseinrichtung verwendet werden kann, welche auch
relativ klein ausgelegt ist, umfasst die Druckübertragungseinrichtung vorzugsweise
eine Vorrichtung zur Druckübersetzung.
Dadurch kann auch ein relativ kleiner Druck, welcher von der Druckerzeugungseinrichtung
erzeugt wird, auf den Hydraulikbremskreis der Feststellbremse übertragen
werden.
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Vorzugsweise
ist die Druckübertragungseinrichtung
ein Kolben mit einem ersten Kolbenboden, der mit dem Hydraulikbremskreis
der Feststellbremse verbindbar ist, und einem zweiten Kolbenboden, der
mit der Druckerzeugungseinrichtung verbindbar ist. Dabei sind die
Durchmesser des ersten und zweiten Kolbenbodens unterschiedlich,
so dass abhängig von
dem Durchmesserunterschied eine Druckübersetzung möglich ist.
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Um
einen besonders kompakten und einfachen Aufbau bereitzustellen,
ist eine Steuerungseinheit zum Steuern der Feststellbremse vorzugsweise in
eine bereits im Fahrzeug vorhandene Steuerung für die Betriebsbremse des Fahrzeugs
integriert.
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Vorzugsweise
ist die im Fahrzeug bereits vorhandene Druckerzeugungseinrichtung,
welche zur Betätigung
der Feststellbremse verwendet wird, eine Kraftstoffeinspritzpumpe
oder eine Servopumpe für
eine Lenkung des Fahrzeugs oder eine Pumpe zur Verstellung einer Fahrzeugfederung
oder eine Ölpumpe
oder eine Wasserpumpe oder eine Kühlmittelpumpe.
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Um
unabhängig
davon, ob ein Motor des Fahrzeugs in Betrieb ist oder nicht, die
Feststellbremse aktivieren zu können,
wird die bereits im Fahrzeug vorhandene Druckerzeugungseinrichtung,
welche für die
Feststellbremse verwendet wird, durch einen Elektromotor angetrieben.
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Ein
besonders kostengünstiger
und kompakter Aufbau kann realisiert werden, wenn der Hydraulikbremskreis
der Feststellbremse gleichzeitig auch der Betriebsbremskreis der
Betriebsbremse des Fahrzeugs ist. Hierbei wird dann eine Bremseinheit der
normalen Betriebsbremse des Fahrzeugs gleichzeitig auch als Feststellbremse
verwendet. Dadurch kann die Teilezahl und der notwendige Bauraum
besonders klein gehalten werden.
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Zeichnung
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Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben.
In der Zeichnung ist:
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1 eine
schematische Ansicht einer Feststellbremse gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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2 eine
schematische Ansicht der Druckübertragungseinrichtung
der in 1 gezeigten Feststellbremse im nicht betätigten Zustand
der Feststellbremse,
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3 eine
schematische Ansicht der Druckübertragungseinrichtung
der in 1 gezeigten Feststellbremse im betätigten Zustand,
und
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4 eine
schematische Ansicht einer Druckübertragungseinrichtung
für eine
Feststellbremse gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 eine
Feststellbremse 1 gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, ist die erfindungsgemäße Feststellbremse 1 in
eine übliche
Betriebsbremse des Fahrzeugs integriert. Die Betriebsbremse umfasst
hierbei eine erste Radbremse 6 und eine zweite Radbremse 7,
welche an einer Hinterachse des Fahrzeugs angeordnet sind. Diese
beiden Radbremsen 6, 7 werden auch zur Feststellung
des Fahrzeugs verwendet. Die beiden Radbremsen 6, 7 sind über einen
Betriebsbremskreis 17, der Leitungen 18, 19 zu
den Radbremsen umfasst, mit einer Bremsbetätigungseinrichtung 2 verbunden.
Die Bremsbetätigungseinrichtung 2 ist
nur schematisch dargestellt und umfasst u.a. ein Pedal 3 und
einen Druckmittelbehälter 4.
Eine Steuerung 8 für
die Betriebsbremse steuert einen nicht gezeigten Bremsassistenten,
wie z.B. ein ESP- oder ABS- oder TCS-System.
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Die
Feststellbremse 1 umfasst ferner eine Feststellbetätigungseinrichtung 9,
welche als Schalter oder Knopf im Fahrzeuginneren ausgebildet ist. Dadurch
kann auf einen Handbremshebel im Fahrzeug verzichtet werden. Die
Feststellbetätigungseinrichtung 9 ist
mit der Steuerung 8 der Betriebsbremse verbunden. Die Steuerungseinheit
für die
Feststellbremse ist dabei in die Steuerung 8 der Betriebsbremse
integriert. Für
die Feststellbremse ist die Steuerung 8 ferner mit einer
ersten Verriegelungseinrichtung 13 an der ersten Radbremse 6 und
einer zweiten Verriegelungseinrichtung 14 an der zweiten Radbremse 7 verbunden.
Die Verriegelungseinrichtungen 13, 14 dienen dabei
zur mechanischen Verriegelung einer Feststellposition der Feststellbremse. Die
Steuerung 8 ist ferner mit einer Druckerzeugungseinrichtung 10 verbunden,
welche bereits im Fahrzeug vorhanden ist und einerseits zur Druckerzeugung,
wenn die Feststellbremse verwendet wird, und andererseits noch eine
zweite Funktion aufweist. Die Druckerzeugungseinrichtung 10 ist über eine Druckleitung 11 mit
einer Druckübertragungseinrichtung 12 verbunden.
Die Druckübertragungseinrichtung 12 überträgt den von
der Druckerzeugungseinrichtung 10 erzeugten Druck auf den
Betriebsbremskreis 17 des Fahrzeugs. Dieser Betriebsbremskreis 17 wird
auch für
die Feststellbremse verwendet. Die Druckerzeugungseinrichtung 10 kann
beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzpumpe oder eine Servopumpe für die Lenkung
oder eine Pumpe zur Verstellung von Federungseigenschaften des Fahrzeugs
oder eine Ölpumpe
oder eine Wasserpumpe oder Kühlmittelpumpe
sein. Durch die Zwischenschaltung der Druckübertragungseinrichtung 12 muss
die Druckerzeugungseinrichtung 10 nicht zwingend unmittelbar in
den Betriebsbremskreis des Fahrzeugs integriert sein und kann nur
einen geringen Druck als ein notwendiger Druck für die Radbremsen erzeugen.
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Die 2 und 3 zeigen
die Druckübertragungseinrichtung 12 des
ersten Ausführungsbeispiels
im Detail. Wie aus den 2 und 3 ersichtlich
ist, umfasst die Druckübertragungseinrichtung 12 einen
in einem Zylinder 21 angeordneten doppelseitigen Kolben 20.
Der Kolben 20 unterteilt den Zylinder 21 in einen
ersten Druckraum 23 und einen zweiten Druckraum 24.
Der erste Druckraum 23 ist über die Druckleitung 11 mit
der Druckerzeugungseinrichtung 10 verbunden. Der zweite
Druckraum 24 ist über
eine Leitung 16 mit einem Ventil 15 verbunden.
Im zweiten Druckraum 24 ist weiterhin noch ein Rückstellelement 22 angeordnet,
welches in diesem Ausführungsbeispiel
eine zylindrische Schraubenfeder ist.
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Wie
in den 2 und 3 gezeigt, ist das Ventil 15 als
Zwei-/Dreiwegeventil ausgebildet. Das Ventil 15 verbindet
in seiner ersten Stellung, welche in 2 dargestellt
ist, die Bremsbetätigungseinrichtung 2 mit
den Radbremsen 6, 7. Diese Stellung wird für die normale
Betriebsbremse des Fahrzeugs verwendet. In dieser ersten Stellung
ist die Leitung 16 nicht mit dem Betriebsbremskreis 17 verbunden. 2 zeigt
dabei die Ausgangsstellung der Druckübertragungseinrichtung 12,
in welcher die Feststellbremse nicht aktiviert werden soll. Die
Rückstellfeder 22 befindet
sich dabei in ihrem entspannten Zustand.
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Nachfolgend
wird die Funktion der erfindungsgemäßen Feststellbremse 1 im
Detail erläutert. Soll
die Feststellbremse 1 aktiviert werden, wird im Fahrzeuginneren
die Feststellbetätigungseinrichtung 9 betätigt. Dadurch
wird ein entsprechendes Betätigungssignal
der Steuerung 8 übertragen.
Somit erkennt die Steuerung 8, dass ein Feststellbremswunsch
für das
Fahrzeug besteht und aktiviert einerseits die Druckerzeugungseinrichtung 10 und
andererseits schaltet sie das Ventil 15 von dem in 2 gezeigten
ersten Zustand in den in 3 gezeigten zweiten Zustand
um. Die Aktivierung der Druckerzeugungseinrichtung 10 und
die Umschaltung des Ventils 15 können dabei gleichzeitig durchgeführt werden.
Wie aus 3 ersichtlich ist, ist im zweiten Zustand
es Ventils 15 eine Verbindung der Bremsbetätigungseinrichtung 2 mit
den Radbremsen 6 und 7 unterbrochen. Dafür ist eine
Verbindung zwischen dem zweiten Druckraum 24 über die
Leitung 16 und das Ventil 15 zu den ersten und
zweiten Radbremsen 6, 7 vorhanden. Durch die Ansteuerung über die Steuerung 8 wird
die Druckerzeugungseinrichtung 10 betätigt. Mit anderen Worten erzeugt
die Druckerzeugungseinrichtung 10 einen Druck, welcher über die Druckleitung 11 dem
ersten Druckraum 23 zugeführt wird. Sobald der Druck
im ersten Druckraum 23 größer als der Druck im zweiten
Druckraum 24 und die Federkraft des Rückstellelements 22 ist,
bewegt sich der Kolben 20 in Richtung des Pfeils A. Dadurch steigt
der Druck im zweiten Druckraum 24 an und der ansteigende
Druck wird über
die Leitung 16 und das Ventil 15 der ersten und
zweiten Radbremse 6 und 7 zugeführt. Aufgrund
des steigenden Drucks an den Radbremsen 6 und 7 werden
die Bremsbeläge
der Radbremsen an die Bremsscheibe angelegt.
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Wenn
der Druck im zweiten Druckraum 24 groß genug ist, so dass sichergestellt
ist, dass die Bremsbeläge
vollständig
an die Bremsscheiben der Radbremsen 6, 7 angelegt
sind, steuert die Steuerung 8 die erste und zweite Verriegelungseinrichtung 13 und 14 an
(vgl. 1), um die Bremsposition der ersten und zweiten
Radbremse 6, 7 mechanisch zu verriegeln. Die mechanische
Verriegelung kann beispielsweise durch Antreiben eines Elektromotors, welcher
eine Spindeleinrichtung o.ä.
antreibt, erfolgen. Durch die Verriegelungseinrichtungen 13 und 14 ist
somit die Feststellbremsposition an den Radbremsen 6, 7 mechanisch
verriegelt. Die mechanische Verriegelung kann beispielsweise mittels
eines Sensors erfasst werden und ein entsprechendes Signal an die
Steuerung 8 zurückgesandt
werden. Anschließend
kann somit das Antreiben der Druckerzeugungseinrichtung 10 beendet
werden und das Fahrzeug wird sicher durch die Feststellbremse gehalten.
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Soll
die Feststellbremse wieder gelöst
werden, wird wieder die Feststellbetätigungseinrichtung 9 betätigt und
ein entsprechendes Signal an die Steuerung 8 abgegeben.
Die Steuerung 8 aktiviert die erste und zweite Verriegelungseinrichtung 13, 14 jeweils derart,
dass die mechanische Verriegelung der Feststellbremsposition freigegeben
wird. Weiterhin wird ein Druckabbau des Hydraulikdrucks an den Radbremsen 6, 7 ermöglicht,
so dass die Bremsbeläge beispielsweise
mittels Rückstellfedern
wieder von der Bremsscheibe gelöst
werden können.
Anschließend
wird auch das Ventil 15 wieder in seine in 2 gezeigte
erste Stellung zurückgestellt,
so dass das Fahrzeug wieder über
eine voll funktionsfähige
Betriebsbremse verfügt
und die Feststellbremse 1 freigegeben ist.
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Erfindungsgemäß wird somit
eine Druckerzeugungseinrichtung 10 für die Aktivierung der Feststellbremse
verwendet, welche im Fahrzeug noch mindestens eine weitere Funktion
aufweist. Die Druckübertragungseinrichtung 12 verbindet
dabei die Druckerzeugungseinrichtung 10 mit den Radbremsen 6, 7,
ohne dass dabei jedoch die Druckerzeugungseinrichtung 10 in
den Hydraulikkreis der Radbremsen 6, 7 unmittelbar
eingebunden werden muss. Dadurch wird ermöglicht, dass ein Medium, welches von
der Druckerzeugungseinrichtung 10 verwendet wird, nicht
gleich dem im Betriebsbremskreis des Fahrzeugs verwendeten Mediums
sein muss. Somit kann die Druckerzeugungseinrichtung 10 beispielsweise
auch ein Kompressor für
ein gasförmiges
Medium sein oder eine Wasserpumpe. Da die Feststellbremse in die
normale Betriebsbremse des Fahrzeugs integriert ist, kann die notwendige
Bauteileanzahl für
die Feststellbremse sehr gering gehalten werden. Dies ermöglicht die
Bereitstellung einer besonders kostengünstigen Feststellbremse.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 4 eine Feststellbremse 1 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile
sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel
bezeichnet.
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Wie
in 4 gezeigt, ist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
beim zweiten Ausführungsbeispiel
der Kolben 20 der Druckübertragungseinrichtung 10 unterschiedlich
ausgebildet. Genauer ist der Kolben 20 des zweiten Ausführungsbeispiels mit
einem ersten Kolbenboden 20a und einem zweiten Kolbenboden 20b gebildet,
welche einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. Der erste
Kolbenboden 20a, welcher sich mit dem ersten Druckraum 23 in
Verbindung befindet, weist einen Durchmesser D auf und der zweite
Kolbenboden 20b, welcher sich mit dem zweiten Druckraum 24 in
Verbindung befindet, weist einen Durchmesser d auf. Der Zylinder 21 ist
dadurch stufenförmig
entsprechend den Durchmessern der Kolbenböden 20a, 20b ausgebildet.
Der Durchmesser D ist dabei ca. 1,18 mal größer als der Durchmesser d.
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Durch
die Verwendung des Kolbens 20 mit einem ersten und einem
zweiten Kolbendurchmesser D, d kann eine Übersetzung des Druckes, welche
von der Druckerzeugungseinrichtung 10 bereitgestellt wird,
realisiert werden. Wenn beispielsweise für die Feststellung der Radbremsen 6, 7 ein
Druck von ca. 80 × 105 Pa notwendig ist, kann ein Ausgangsdruck der
Druckerzeugungseinrichtung 10 ca. 60 × 105 Pa betragen.
Dieser Druck der Druckerzeugungseinrichtung 10 wird dann über die
Druckübertragungseinrichtung 12 auf
den entsprechend notwendigen Druck für die Radbremsen 6, 7 übersetzt.
Ansonsten ist die Funktion der Feststellbremse des zweiten Ausführungsbeispiels
entsprechend der des ersten Ausführungsbeispiels,
so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.