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Stand der
Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Feststellbremse für ein Fahrzeug
mit einer Notlösevorrichtung,
um die Feststellbremse im festgestellten Zustand in einer Notsituation
zu lösen.
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Feststellbremsen
(Parkbremsen) für
Fahrzeuge sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen
bekannt. In jüngster Zeit
werden verstärkt
von Hand betätigbare
Seilzugbremsen durch sogenannte Cable-Puller ersetzt, bei denen
nur noch ein kurzer Seilzug zwischen einer Bremseinheit, z.B. einer
Trommelbremse, und einem Aktuator vorhanden ist. Der Aktuator wird über eine im
Fahrzeug angeordnete Betätigungseinrichtung, wie
z.B. einen Schalter oder Knopf, aktiviert und bringt die Bremseinheit
in eine Feststellposition bzw. löst
diese wieder. Derartige Feststellbremsen haben sich grundsätzlich bewährt. Falls
nun jedoch der Aktuator (z.B. ein Elektromotor) ausfällt, sollte
es trotzdem möglich
sein, die Feststellbremse zu lösen.
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Vorteile
der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Feststellbremse
für ein
Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 weist den Vorteil
auf, dass sie eine einfach aufgebaute und kostengünstige Notlösevorrichtung umfasst.
Die Notlösevorrichtung
ist dabei derart aufgebaut, dass insbesondere auf komplizierte Hebelsysteme
verzichtet werden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht,
dass die Notlösevorrichtung
ein im Wesentlichen U-förmiges Freigabeelement
und einen Aktuator zur Ausübung
einer Freigabekraft auf das Freigabeelement umfasst. Das Freigabeelement
ist dabei lösbar
mit einer Mutter eines Spindeltriebs verbunden. Am Freigabeelement selbst
ist ferner eine Zugeinrichtung zur Betätigung der Feststellbremse
angeordnet. Im normalen Betrieb sind somit Mutter und Freigabeeinrichtung
miteinander verbunden und durch Antreiben des Spindeltriebs wird
die Mutter mitsamt der Freigabeeinrichtung auf einer Spindel linear
bewegt, um die Feststellbremse zu aktivieren und zu deaktivieren.
In einer Notlösesituation
muss nun die Freigabeeinrichtung von der Mutter gelöst werden.
Wenn somit durch Betätigung
des Aktuators das Freigabeelement von der Mutter gelöst wird,
wird die Zugeinrichtung zur Betätigung
der Feststellbremse nicht mehr über
die Mutter gehalten und ist freigegeben. Dadurch kann die festgestellte
Feststellbremse auf einfach Weise durch mechanische, insbesondere
durch manuelle Betätigung
des Aktuators gelöst
werden. Das an der Mutter lösbar
angeordnete Freigabeelement weist dabei einen besonders einfachen
Aufbau auf und ist vorzugsweise als Kunststoff- oder Blechteil ausgebildet.
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Die
Unteransprüche
zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Vorzugsweise
ist das Freigabeelement mit der Mutter mittels einer formschlüssigen Verbindung lösbar verbunden.
Hierdurch kann bei dem normalen Betrieb der Feststellbremse eine
sichere Verbindung zwischen Freigabeelement und Mutter sichergestellt werden.
Die formschlüssige
Verbindung umfasst dabei besonders bevorzugt eine am Freigabeelement ausgebildete
Ausnehmung und ein an der Mutter angeordnetes, vorstehendes Eingriffselement.
Es sei angemerkt, dass die Ausnehmung selbstverständlich auch
an der Mutter und das vorstehende Eingriffselement am Freigabeelement
vorgesehen sein kann.
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Um
auf einfache Weise ein Lösen
des Freigabeelements an der Mutter zu ermöglichen, umfasst das Freigabeelement
vorzugsweise einen elastischen Bereich. Der elastische Bereich ist
besonders bevorzugt als Federelement ausgebildet. Beispielsweise
können
an einem ersten und einem zweiten Schenkel des Freigabeelements
ein integral gebildetes erstes und zweites Federelement angeordnet sein.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Mutter
zweiteilig ausgebildet. Die Mutter umfasst einen ersten Teil, welcher sich
mit der Spindel in Eingriff befindet und einen zweiten Teil, welcher
sich nicht mit der Spindel in Eingriff befindet, welcher jedoch
mit dem Freigabeelement verbunden ist. Dabei sind der erste und
der zweite Teil fest, beispielsweise mittels Kleben verbunden. Dadurch
ist es möglich,
dass die Mutter aus zwei unterschiedlichen Materialien, beispielsweise Kunststoff
und Metall, hergestellt ist.
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Vorzugsweise
ist dabei der erste Teil aus einem Kunststoff hergestellt, um die
Reibwerte zwischen Spindel und Mutter zu optimieren. Der zweite Teil
ist vorzugsweise aus einem Metall hergestellt.
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Weiter
bevorzugt ist der zweite Teil der Mutter, welcher sich nicht mit
der Spindel in Eingriff befindet, an seinem inneren Bereich mit
einer Eingriffseinrichtung ausgebildet. Diese Eingriffseinrichtung
greift nur dann mit der Spindel ein, wenn der erste Teil der Mutter,
welcher aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, beschädigt oder
zerstört
ist. Dadurch kann insbesondere sichergestellt werden, dass beispielsweise
bei einem Brand, bei welchem der erste aus Kunststoff hergestellte
Teil der Mutter schmilzt bzw. verbrennt, nicht die Feststellbremse
gelöst
wird, da dann anstelle des beschädigten
ersten Teils der Mutter der zweite aus Metall hergestellte Teil
mit der Spindel in Eingriff kommt und die Feststellbremsposition
der Feststellbremse sichert.
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Um
nach einem Notlösen
der Feststellbremse wieder die ursprüngliche Funktion der Feststellbremse
bereitzustellen, sind am ersten und zweiten Schenkel des Freigabeelements
vorzugsweise jeweils Auflaufschrägen
ausgebildet. Dadurch wird sichergestellt, dass wenn die Feststellbremse
nach einem Notlösen
wieder durch den normalen Antrieb betätigt wird, die Mutter wieder
mit dem Freigabeelement in Eingriff kommt, wobei an der Mutter vorstehende
Bereiche vorgesehen sind, die über
die Auflaufschrägen
in die Ausnehmung am Freigabeelement einrasten.
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Um
einen einfachen Aufbau und eine einfache Betätigung der Notlösevorrichtung
zu ermöglichen,
wirkt die Freigabekraft vorzugsweise senkrecht zur Spindel.
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Vorzugsweise
ist der Aktuator der Notlösevorrichtung
ein Schraubenelement, welches senkrecht zur Spindel angeordnet ist.
Dadurch kann die notwendige Freigabekraft für ein Notlösen der Feststellbremse einfach
auf das Freigabeelement aufgebracht werden. Alternativ ist der Aktuator
ein drehbarer Nocken. Der Nocken ist vorzugsweise auf einer Welle
angeordnet, wobei an der Stirnseite der Welle weiter bevorzugt eine
Werkzeugaufnahme, wie z.B. ein Schlitz für einen Schraubendreher oder
eine Ausnehmung für
einen Imbusschlüssel
o.Ä. vorgesehen ist,
um den Nocken manuell zu drehen. Durch die Drehung des Nockens wird
dann die notwendige Freigabekraft auf das Freigabeelement übertragen.
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Zeichnung
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Nachfolgend
werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung Ausführungsbeispiele
der Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
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1 eine
schematische, perspektivische Ansicht einer Feststellbremse gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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2 eine
perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten
Feststellbremse mit schematisch dargestelltem Aktuator,
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3 eine
perspektivische Ansicht eines Freigabeelements gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel,
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4 eine
perspektivische Ansicht des in 3 gezeigten
Freigabeelements im montierten Zustand an einer Mutter,
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5 eine
perspektivische Ansicht des Freigabeelements während eines Notlösevorgangs,
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6 eine
schematische Schnittansicht der Mutter des ersten Ausführungsbeispiels
und
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7 eine
perspektivische Ansicht einer Notlösevorrichtung 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 6 eine
Feststellbremse gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. In den Figuren ist dabei lediglich die
Betätigungseinrichtung 1 der
Feststellbremse gezeigt, die eigentliche Bremseinheit mit Bremsscheibe,
Bremsbacken usw. ist nicht dargestellt.
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Wie
in 1 gezeigt, umfasst die Betätigungseinheit 1 der
Feststellbremse einen Spindeltrieb 2 mit einer Spindel 3 und
einer darauf angeordneten Mutter 4. Ein Antrieb 5 treibt über eine
Getriebeeinheit 15 die Spindel 3 an. Der Antrieb 5 ist
ein Elektromotor, welcher in einem Winkel von ca. 90° zur Spindelachse
der Spindel 3 angeordnet ist. Ferner ist in 1 noch
eine Leiterplatte 16 als Steuereinheit sowie ein elektrischer Anschluss 17 dargestellt.
Die Leiterplatte 16 und der Anschluss 17 sind dabei
benachbart zur Spindel 3 bzw. zum Antrieb 5 angeordnet,
so dass ein besonders kompakter Aufbau erhalten wird. Die Bauteile
der Betätigungseinrichtung 1 sind
dabei in einem separaten Gehäuse 18 angeordnet.
Ferner ist eine Zugeinrichtung 20 vorgesehen, welche eine
erste und zweite Zugstange 21, 22 umfasst. Die
Zugeinrichtung 20 ist an ihrem einen Ende mit einem Seilzug
verbunden, welcher mit der Bremseinheit in Verbindung steht, und
an ihrem anderen Ende mit dem Spindeltrieb 2 verbunden.
Die Betätigungseinheit 1 wird
somit in einem sogenannten Cable-Puller verwendet, wobei die Feststellbremse
durch einen Schalter oder Knopf im Fahrzeug betätigt wird.
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Die
Feststellbremse umfasst ferner eine Notlösevorrichtung 6, welche
ebenfalls im Gehäuse 18 angeordnet
ist. Die Notlösevorrichtung 6 dient
zum manuellen Lösen
der Feststellbremse, falls beispielsweise der Antrieb 5 oder
die Steuereinheit ausgefallen ist. Die Notlösevorrichtung 6 umfasst
ein U-förmiges
Freigabeelement 7, welches im Detail in den 3 bis 5 gezeigt
ist. Wie insbesondere aus 3 ersichtlich
ist, umfasst das U-förmige
Freigabeelement 7 eine Basis 10, einen ersten
Schenkel 11 und einen zweiten Schenkel 12. An
der Basis 10 ist ferner eine Federzunge 9 vorgesehen.
An den freien Enden des ersten und zweiten Schenkels 11, 12 ist jeweils
ein Federelement 13 bzw. 14 angeordnet. Wie in 3 gezeigt,
sind die Federelemente 13, 14 einstückig mit
dem ersten bzw. zweiten Schenkel 11, 12 gebildet
und weisen eine Wellenform auf. Wie aus den 1 und 2 ersichtlich
ist, ist im montierten Zustand des Freigabeelements 7 die
Mutter 4 des Spindeltriebs 2 zwischen den beiden
Schenkeln 11, 12 angeordnet. Wie ferner aus 3 ersichtlich
ist, ist am zweiten Schenkel 12 eine nach oben offene Ausnehmung 12a und
eine Auflaufschräge 12b benachbart
zur Ausnehmung 12a ausgebildet. Ferner ist im zweiten Schenkel 12 eine
Durchgangsöffnung 12c ausgebildet.
Die Durchgangsöffnung 12c dient zur
Befestigung der Zugstange 21 der Zugeinrichtung 20.
Symmetrisch zum zweiten Schenkel 12 ist der erste Schenkel 11 ausgebildet,
wobei in Figur 3 lediglich die Durchgangsöffnung 11c sichtbar
ist, an welcher die Zugstange 22 der Zugeinrichtung 20 fixiert
ist. Das U-förmige
Freigabeelement 7 ist somit symmetrisch zu einer mittleren
Ebene parallel zu den beiden Schenkeln 11, 12 ausgebildet.
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Die
Notlösevorrichtung 6 umfasst
ferner einen manuell betätigbaren
Aktuator 8, welcher insbesondere in den 4 und 5 gezeigt
ist. Der Aktuator 8 umfasst eine Welle 8a und
einen Nocken 8b. Ferner ist zur manuellen Betätigung des
Aktuators 8 an der Stirnseite der Welle 8a eine
Werkzeugaufnahme 8c in Form eines Schlitzes gebildet. Hierdurch kann
die Welle 8a beispielsweise mittels eines Schraubendrehers
manuell betätigt
werden. Die Welle 8a und der Nocken 8b sind dabei
fest miteinander verbunden.
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Die
Mutter 4 des Spindeltriebs 2 ist ferner zweiteilig
ausgebildet. Die Mutter 4 umfasst einen ersten Teil 4a,
welcher sich mit der Spindel 3 im Gewindeeingriff befindet,
und einen zweiten Teil 4b, welcher sich nicht mit der Spindel 3 im
Eingriff befindet. Die Mutter 4 ist im Detail in 6 im
Schnitt dargestellt. Wie aus 6 ersichtlich
ist, ist am ersten Teil 4a ein Gewinde 4c ausgebildet,
welches sich mit der Spindel 3 im Eingriff befindet. Am
zweiten Teil 4b ist ebenfalls ein Gewinde 4d ausgebildet,
welches sich jedoch nicht mit der Spindel 4 im Eingriff
befindet. Der erste Teil 4a und der zweite Teil 4b sind
dabei fest miteinander verbunden. Der erste Teil 4a ist
aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und der zweite Teil 4b aus
einem Metallmaterial hergestellt. Wie aus den 4 und 5 ersichtlich
ist, ist an jeder Seite des zweiten Teils 4b zusätzlich noch
ein vorstehendes Eingriffselement 4e angeordnet. Im normalen
Betriebszustand der Feststellbremse sind die Eingriffselemente 4e im
Eingriff mit den Ausnehmungen 11a, 12a des ersten
bzw. zweiten Schenkels 11, 12, wie in 4 gezeigt.
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Nachfolgend
wird die Funktion der Feststellbremse beschrieben. Wenn ein Fahrer
eines Fahrzeugs einen Feststellbremswunsch durch Betätigung eines
Schalters oder Knopfes im Fahrzeug äußert, bewirkt die Steuereinheit,
dass der Antrieb 5 betrieben wird. Über das Getriebe 15 wird
dadurch die Spindel 3 in Rotation versetzt. Da die Mutter 4,
wie insbesondere aus 1 ersichtlich ist, durch das U-förmige Freigabeelement 7,
welches sich an zwei parallelen Wänden im Gehäuse 18 abstützt, an
einer Rotation gehindert wird, wird die Mutter 4 entsprechend
der Rotationsrichtung der Spindel 3 auf der Spindel 3 linear
bewegt. Da das U-förmige
Freigabeelement 7 über
die Eingriffselemente 4e mit der Mutter 4 verbunden
ist, wird das Freigabeelement 7 gemeinsam mit der Mutter 4 linear
bewegt. Dadurch wird eine Zugkraft über die Zugstangen 21, 22 auf den
nicht gezeigten Seilzug der Feststellbremse ausgeübt und eine
Feststellung der Feststellbremse wird ausgeführt. Zum Lösen der Feststellbremse wird
der Antrieb 5 lediglich in der entgegengesetzten Richtung
angetrieben, so dass die Mutter 4 mitsamt dem Freigabeelement 7 ebenfalls
in der entgegengesetzten Richtung linear bewegt wird und die Feststellbremse
freigegeben wird.
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Wenn
nun beispielsweise ein Defekt des Elektromotors vorliegt und die
Feststellbremse sich im Eingriffszustand befindet, könnte die
Feststellbremse nicht mehr gelöst
werden. Daher ist die Notlösevorrichtung 6 vorgesehen,
um die Feststellbremse mechanisch zu lösen. Hierzu wird mit einem
in den Schlitz 8c eingeführten Schraubendreher manuell
die Welle 8a des Aktuators 8 in Richtung des Pfeils
A gedreht. Hierdurch wird eine Freigabekraft F auf das Freigabeelement 7,
genauer die Basis 10 des Freigabeelements 7 ausgeübt. Da das
Freigabeelement 7 über
die beiden Federelemente 13, 14 an den Schenkeln 11, 12 federnd
am Gehäuseboden
des Gehäuses 18 gelagert
ist, wird das Freigabeelement 7 durch die Freigabekraft
F in Richtung des Pfeils B um einen Drehpunkt D gedreht. Dies ist
in 5 gezeigt. Der Drehpunkt D ist dabei der Punkt,
an welchem die Zugstangen 21 bzw. 22 am ersten
bzw. zweiten Schenkel 11, 12 fixiert sind. Durch
die Drehung des Freigabeelements 7 kommen die Ausnehmungen 11a und 12a der
Schenkel 11 und 12 außer Eingriff mit den beiden
seitlichen Eingriffselementen 4e des zweiten Teils 4b der
Mutter 4. Dadurch ist die mechanische Verbindung zwischen
der Mutter 4 und der Zugeinrichtung 20 unterbrochen
und die Feststellbremse freigegeben. Das Außereingriffbringen der Bremseinheit
der Feststellbremse kann dabei beispielsweise mittels Federelementen
u.Ä. erfolgen.
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Um
beispielsweise nach einer erfolgten Reparatur des Antriebs die Mutter 4 wieder
mit dem Freigabeelement 7 in Eingriff zu bringen, muss
der Aktuator 8 wieder in seine in 4 gezeigte
Ausgangsposition zurückgestellt
werden. Dies kann manuell oder ebenfalls beispielsweise mittels
unterstützender
Federkraft erfolgen. Durch die Federzunge 9 an der Basis
des Freigabeelements 7 stellt sich das Freigabeelement 7 ebenfalls
selbsttätig
wieder in seine waagerechte Ausgangsposition zurück. Um nun die Mutter 4 wieder
mit dem Freigabeelement 7 in Eingriff zu bringen, muss
die Mutter 4 über
die Spindel 3 lediglich linear bewegt werden, bis die Eingriffselemente 4a über die
Auflaufschrägen 11b und 12b am
ersten und zweiten Schenkel 11, 12 auflaufen und mit
den Ausnehmungen 11a bzw. 12a des Freigabeelements 7 wieder
in Eingriff zu kommen. Danach ist die Feststellbremse wieder uneingeschränkt betriebsbereit.
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Das
erste Ausführungsbeispiel
zeigt somit eine einfach aufgebaute, mechanische Notlösevorrichtung 6,
welche nach einem erfolgten Notlöseeingriff
auch wieder auf einfache Weise in ihren ursprünglichen Betriebszustand zurückgestellt
werden kann. Die Notlösevorrichtung 6 kann
dabei besonders kompakt und kostengünstig bereitgestellt werden.
Die erfindungsgemäße Notlösevorrichtung 6 benötigt dabei
keine aufwendigen Hebelkonstruktionen.
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Die
zweiteilige Ausbildung der Mutter 4 hat ferner den Vorteil,
dass für
den Fall, dass beispielsweise ein mittels der Feststellbremse festgestelltes Fahrzeug
brennt und der aus Kunststoff hergestellte erste Teil 4a schmilzt
bzw. verbrennt, der zweite Teil 4b mit seinem Gewinde 4d mit
der Spindel 3 in Eingriff kommt und somit das brennende
Fahrzeug in der Feststellbremsposition hält.
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Als
Material für
das U-förmige
Freigabeelement 7 wird vorzugsweise ein Federstahl verwendet. Dadurch
kann das Freigabeelement 7 als einfaches Stanz- und Blechbiegeteil
hergestellt werden.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 7 eine Notlösevorrichtung
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben, wobei gleiche bzw. funktional gleiche
Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel
bezeichnet sind.
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Im
Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
umfasst die Notlösevorrichtung 6 des
zweiten Ausführungsbeispiels
als Aktuator 8 eine Schraube 28 und eine Platte 29.
Durch Einschrauben der Schraube 28 kann ähnlich wie
im ersten Ausführungsbeispiel
eine Freigabekraft F über
die Platte 29 auf das Freigabeelement 7 ausgeübt werden.
Eine Freigabe der Zugeinrichtung 20 ist dann wie im ersten
Ausführungsbeispiel.
Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel
dem ersten Ausführungsbeispiel,
so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.