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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Feststellbremsanlage für ein Fahrzeug.
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Feststellbremsanlagen für Fahrzeuge sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Hierbei können Feststellbremsanlagen beispielsweise manuell aktiviert werden, indem ein Hebel, welcher über einen Seilzug mit zwei Radbremsen an einer Achse verbunden ist, betätigt wird. Durch das Betätigen des Hebels wird der Seilzug angespannt, so dass ein reibschlüssiges Zuspannen der Radbremsen erfolgt. Alternativ gibt es sei einiger Zeit auch automatisierte Feststellbremsen, bei denen ein elektrischer Motor das Zuspannen der Radbremse übernimmt. Hierbei kann der elektrische Motor den manuell betätigbaren Hebel ersetzen, so dass er über einen Seilzug die Radbremsen feststellt. Alternativ ist es auch bekannt, an jeder einzelnen Radbremse einen elektrischen Motor direkt anzuordnen, um ein Feststellen der Radbremse zu ermöglichen. Wenn bei einer derartigen Radbremse ein Elektromotor ausfällt, kann das Fahrzeug noch mit dem zweiten intakten Motor an der anderen Radbremse festgestellt werden. Im Falle einer Feststellbremsanlage mit einem Elektromotor, der einen Seilzug betätigt, kann bei einem Ausfall dieses Elektromotors das Fahrzeug nicht mehr festgestellt werden. Hierbei fällt die Feststellbremsanlage komplett aus.
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Beispielsweise ist aus dem Stand der Technik die Schrift
DE 102 02 730 A1 bekannt. Diese Schrift betrifft eine elektrisch betätigte Feststellbremsvorrichtung, die einen Kugelumlaufspindelmechanismus beinhaltet, der durch einen Elektromotor angetrieben wird, um ein Mutterelement entlang einer Schraubgewindewelle zu bewegen. Zum Beispiel sind zwei Bowdenzüge mit einem linken und einem rechten Ende einer Ausgleichsvorrichtung verbunden, die auf dem Mutterelement über eine obere Trägerwelle und eine untere Trägerwelle gehalten werden, um eine Bremsbetätigungskraft an Radbremsen zu übertragen. Da eine Achse der oberen und der unteren Trägerwelle, die an einander über die Schraubgewindewelle hinweg zugewandten Positionen vorgesehen sind, um die Ausgleichsvorrichtung schwingbar auf dem Mutterelement zu halten, durch das Zentrum der Schraubgewindewelle hindurchgeht, und ein Linienverbindungsabschnitt, an dem das Paar von Bowdenzüge mit der Ausgleichsvorrichtung verbunden ist, durch das Zentrum der Schraubgewindewelle hindurchgeht, wird die Ausübung einer nicht ausbalancierten Last auf die Schraubgewindewelle verhindert.
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Weiterhin ist aus dem Stand der Technik die Schrift
DE 10 2004 046 868 A1 bekannt. Diese Schrift betrifft eine automatisierte Feststellbremse, umfassend einen Bremskolben (
2), einen Hilfskolben, einen zwischen dem Bremskolben und dem Hilfskolben angeordneten Fluidraum, ein Federelement, um den Hilfskolben in Richtung des Bremskolbens vorzuspannen, eine mit dem Hilfskolben über eine Gewindeverbindung verbundene Spindeleinrichtung, einen Antrieb für die Spindeleinrichtung und ein erstes Getriebe sowie ein zweites Getriebe, wobei das erste und das zweite Getriebe zwischen dem Antrieb und der Spindeleinrichtung angeordnet sind, wobei ein Übersetzungsverhältnis des ersten Getriebes von dem des zweiten Getriebes verschieden ist und wobei das erste Getriebe die Spindeleinrichtung in einer ersten Richtung antreibt und das zweite Getriebe die Spindeleinrichtung in einer zweiten Richtung antreibt.
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Vorteile der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Feststellbremsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass auch bei Ausfall eines Elektromotors die Feststellbremsanlage nicht komplett ausfällt. Ferner können Elektromotoren, welche zum Antrieb der Feststellbremsanlage verwendet werden, kleiner und kostengünstiger ausgelegt werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Feststellbremsanlage einen ersten und einen zweiten Elektromotor als Antrieb sowie einen ersten und einen zweiten Seilzug umfasst. Darüber hinaus umfasst die Feststellbremsanlage genau eine Ziehvorrichtung, welche mit dem ersten und zweiten Seilzug verbunden ist und welche über ein Getriebe mit dem ersten und zweiten elektromotorischen Antrieb verbunden ist. Somit treiben die beiden elektromotorischen Antriebe die gemeinsame Ziehvorrichtung an, welche gleichzeitig die beiden Radbremsen betätigt. Alternativ umfasst die Feststellbremsanlage statt genau einer Ziehvorrichtung eine erste und eine zweite Ziehvorrichtung, welche jeweils mit einem der Seilzüge verbunden ist. Dabei ist ein erster elektromotorischer Antrieb für die erste Ziehvorrichtung vorgesehen und ein zweiter elektromotorischer Antrieb ist für die zweite Ziehvorrichtung vorgesehen. Wenn nun bei der erfindungsgemäßen Feststellbremsanlage einer der elektromotorischen Antriebe ausfällt, kann die Funktion jeweils noch über den zweiten elektromotorischen Antrieb sichergestellt werden. Bei der oben beschriebenen ersten Alternative mit genau einer Ziehvorrichtung betätigt bei Ausfall eines elektromotorischen Antriebs der andere verbleibende elektromotorische Antrieb die Ziehvorrichtung. Abhängig von der Auslegung der beiden elektromotorischen Antriebe wird die Ziehvorrichtung dann durch den noch verbleibenden Motor mit einem geringeren Drehmoment betätigt. Bei der zweiten beschriebenen erfindungsgemäßen Alternative mit einer ersten und einer zweiten separaten Ziehvorrichtung erfolgt eine Feststellbremsung des Fahrzeugs bei Ausfall eines elektromotorischen Antriebs durch den zweiten elektromotorischen Antrieb, welcher über seine ihm zugeordnete Ziehvorrichtung die entsprechende Radbremse betätigt. Dadurch ist das Fahrzeug lediglich mit einer Radbremse festgestellt, was in der Regel jedoch ausreichend ist. Durch die Redundanz der elektromotorischen Antriebe kann erfindungsgemäß somit auch bei Ausfall eines Elektromotors eine ausreichende Feststellbremsung des Fahrzeugs ermöglicht werden.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Besonders bevorzugt ist die Ziehvorrichtung eine Seilwinde oder ein drehbarer Hebel oder ein verschiebbarer Hebel. Wenn die Feststellbremsanlage eine erste und eine zweite Ziehvorrichtung umfasst, können beide Ziehvorrichtungen gleich ausgebildet sein oder die beiden Ziehvorrichtungen sind unterschiedlich in beliebiger Kombination ausgebildet.
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Weiter bevorzugt umfasst die Feststellbremsanlage eine Steuereinrichtung, welche in der Lage ist, den ersten und den zweiten elektromotorischen Antrieb jeweils unabhängig voneinander zu steuern.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist zwischen dem ersten elektromotorischen Antrieb und der Ziehvorrichtung und/oder dem zweiten elektromotorischen Antrieb und der Ziehvorrichtung ein Getriebe angeordnet. Dadurch können beispielsweise unterschiedliche Übersetzungen und Drehmomente realisiert werden, wobei gleich ausgelegte elektromotorische Antriebe verwendet werden können.
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Besonders bevorzugt umfasst wenigstens eines der Getriebe einen Freilauf. Dadurch wird gewährleistet, dass ein defekter Antrieb nicht zu einer Blockade des Getriebes führt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist am ersten Seilzug und/oder am zweiten Seilzug ein Umlenkpunkt vorgesehen. Der Umlenkpunkt ist dabei von einer ersten in eine zweite Position bringbar. Durch die Positionsänderung der Umlenkpunkte kann somit ein Hebelweg des Seilzugs geändert werden, so dass unterschiedliche Zugkräfte auf die Radbremsen ausgeübt werden können. Die Positionsänderung des Umlenkpunkts kann dabei durch Verschieben und/oder Verdrehen um einen Drehpunkt ermöglicht werden.
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Vorzugsweise sind an den Umlenkpunkten der Seilzüge jeweils Umlenkrollen vorgesehen. Dadurch kann ein Widerstand am Seilzug während einer Bremsbetätigung reduziert werden.
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Vorzugsweise sind der erste und der zweite elektromotorische Antrieb baugleich und weisen die gleiche Leistung auf und sind baugleich. Dadurch kann die Feststellbremsanlage einen einfachen und kostengünstigen Aufbau aufweisen.
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Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der erste elektromotorische Antrieb eine größere Leistung als der zweite elektromotorische Antrieb auf. Die erfindungsgemäße Feststellbremsanlage weist somit eine hohe Verfügbarkeit auf und auch bei Ausfall eines elektromotorischen Antriebs kann in gewissem Umfang eine Feststellbremsfunktion sichergestellt werden.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
- 1 eine schematische Ansicht einer Feststellbremsanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- 2 eine schematische Ansicht einer Feststellbremsanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
- 3 eine schematische Ansicht einer Feststellbremsanlage gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und
- 4 eine schematische Ansicht einer Feststellbremsanlage gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 1 eine Feststellbremsanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Feststellbremsanlage 1 ein Getriebe 2, ein erstes Zugseil 5, ein zweites Zugseil 5', eine erste Radbremse 6 und eine zweite Radbremse 6'. Das erste Zugseil 5 ist mit der ersten Radbremse 6 verbunden. Das zweite Zugseil 5' ist mit der zweiten Radbremse 6' verbunden. Das jeweils andere Ende der Zugseile 5, 5' ist an einem Anlenkpunkt 4 bzw. 4' an einem Hebel 3 fixiert. Der Hebel 3 ist als Stange ausgebildet und in einem Punkt D drehbar auf einer Welle gelagert. Die Welle wird über ein Getriebe 2 angetrieben, wobei ein Zahnrad 2a auf der Welle angeordnet ist. In 1 ist eine Drehrichtung des auf der Welle für den Hebel 3 angeordneten Zahnrads mit A gekennzeichnet.
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Die Feststellbremsanlage 1 umfasst ferner einen ersten Elektromotor 7 und einen zweiten Elektromotor 7'. Die beiden Elektromotoren 7, 7' sind mit dem Getriebe 2 verbunden und treiben Zahnräder an, welche dann gemeinsam das auf der Welle angeordnete Zahnrad 2a antreiben. Der erste und zweite Elektromotor 7, 7' sind mit einer Steuereinrichtung 10 verbunden. Die Steuereinrichtung 10 kann dabei die beiden Elektromotoren 7, 7' unabhängig voneinander steuern. In diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Elektromotoren 7, 7' baugleich ausgeführt.
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Ferner umfasst die Feststellbremsanlage 1 eine erste Umlenkeinrichtung 8 und eine zweite Umlenkeinrichtung 8'. Die erste Umlenkeinrichtung 8 umfasst eine an einem Drehpunkt U drehbar gelagerte Stange, an deren Ende eine Umlenkrolle 9 fixiert ist. Die Umlenkrolle 9 dient zur Führung des ersten Zugseils 5. In gleicher Weise ist die zweite Umlenkeinrichtung 8' mit einer um einen Drehpunkt U' drehbaren Stange und einer Umlenkrolle 9' ausgebildet. An der Umlenkrolle 9' wird das zweite Zugseil 5' umgelenkt. Das Schwenken der Umlenkeinrichtung 8 bzw. 8' um den Drehpunkt U bzw. U' ist durch die Doppelpfeile C bzw. C' angedeutet.
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Die Funktion der erfindungsgemäßen Feststellbremsanlage 1 ist dabei wie folgt: Wenn ein Fahrer einen Feststellbremswunsch hat, wird ein entsprechender Knopf oder Schalter betätigt, so dass die Steuereinrichtung 10 ein entsprechendes Signal an den ersten Elektromotor 7 und den zweiten Elektromotor 7' gibt. Die beiden Elektromotoren 7, 7' werden dann gleichzeitig betätigt, wodurch das Zahnrad 2a des Getriebes 2 in Richtung des Pfeils A bewegt wird. Dadurch dreht sich der Hebel 3 um den Drehpunkt D, wie durch die Pfeile B und B' in 1 angedeutet. Da das erste Zugseil 5 und das zweite Zugseil 5' an den Anlenkpunkten 4 bzw. 4' an dem Hebel 3 fixiert sind, werden die beiden Zugseile 5, 5' gespannt und in Richtung der Pfeile E bzw. E' gezogen. Dadurch erfolgt ein Zuspannen der Radbremsen 6, 6', so dass die Feststellbremsanlage das Fahrzeug hält. Zum Lösen der Feststellbremsanlage werden die beiden Elektromotoren 7, 7' von der Steuereinrichtung 10 derart angesteuert, dass sie in entgegengesetzter Richtung betrieben werden, so dass eine Rückstellung der Feststellbremsanlage 1 in den Ausgangszustand erfolgt.
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Wenn nun einer der beiden Elektromotoren, beispielsweise der Elektromotor 7', ausfallen sollte, kann die Feststellbremsanlage 1 trotzdem mittels des verbleibenden Elektromotors 7 aktiviert werden. Zwar wird dann über das Getriebe 2 nur noch das halbe Drehmoment an dem Hebel 3 aufgebracht, jedoch ist die Auslegung der beiden Elektromotoren 7, 7' derart, dass auch eine Funktion mit nur einem Elektromotor sichergestellt ist. Trotzdem können die beiden Elektromotoren einfacher und kostengünstiger als ein einzelner großer Elektromotor ausgelegt werden.
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Im Fall des Ausfalls eines der beiden Elektromotoren können ferner die Hebelkräfte am ersten Zugseil 5 und am zweiten Zugseil 5' durch eine Verstellung der Umlenkeinrichtung 8 bzw. 8' verändert werden.
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Alternativ können die beiden Elektromotoren 7, 7' auch derart ausgelegt werden, dass ein Motor beispielsweise für 75% der Zuspannkraft ausgelegt ist und der andere Elektromotor deutlich darunter liegt. Die Auslegung des anderen Motors sollte dabei jedoch derart sein, dass er in der Lage ist, auch bei Ausfall des Hauptmotors die Feststellbremsanlage 1 zu aktivieren. Dadurch kann der andere Motor jedoch kostengünstiger realisiert werden. Gemäß einer anderen alternativen Auslegung der Elektromotoren kann der erste Elektromotor mit einer vollen Zuspannkraft ausgelegt sein und der zweite Elektromotor kann als kostengünstiger Notmotor ausgelegt sein, welcher für den Fall eines Defekts des ersten Elektromotors die Aktivierung der Feststellbremsanlage 1 gerade noch ermöglicht.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 2 eine Feststellbremsanlage 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel bezeichnet. Wie aus 2 ersichtlich ist, umfasst die Feststellbremsanlage im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel beim zweiten Ausführungsbeispiel als Ziehvorrichtung eine Stange 11, welche in einer Führung 12 wie durch den Doppelpfeil F angedeutet, hin- und herbewegbar angeordnet ist. An der Stange 11 ist eine erste Verzahnung 13 und eine zweite Verzahnung 14 angeordnet. Somit ist die Stange 11 in diesem Bereich als zweiseitige Zahnstange ausgebildet. Die erste Verzahnung 13 befindet sich dabei mit einem ersten Getriebe 15 im Eingriff und die zweite Verzahnung 14 befindet sich mit einem zweiten Getriebe 15' im Eingriff. Das erste Getriebe 15 wird von einem ersten Elektromotor 7 angetrieben und das zweite Getriebe 15' wird von einem zweiten Elektromotor 7' angetrieben. Die beiden Elektromotoren 7, 7' sind wieder mit einer Steuereinrichtung 10 verbunden und sind von dieser jeweils individuell steuerbar. Am Ende der Stange 11 ist eine Querstange 16 angeordnet, an deren einem Ende an einem Anlenkpunkt 4 das erste Zugseil 5 fixiert ist und an deren anderem Ende an einem Anlenkpunkt 4' das zweite Zugseil 5' angelenkt ist. Die Stange 11 und die Querstange 16 sind dabei derart miteinander verbunden, dass sie eine T-Form aufweisen. Das erste Zugseil 5 ist mit einer ersten Radbremse 6 verbunden und das zweite Zugseil 5' ist mit einer zweiten Radbremse 6' verbunden.
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Ferner umfasst die Feststellbremsanlage 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel an den beiden Zugseilen 5, 5'jeweils noch eine zusätzliche ortsfeste Umlenkrolle 18 bzw. 18'.
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Die Funktion der Feststellbremsanlage 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist dabei wie folgt. Für den normalen Betrieb werden die beiden Elektromotoren 7, 7' betätigt, so dass die Stange 11 über die Verzahnungen 13 und 14 linear bewegt werden kann. Dadurch erfolgt eine gleichzeitige Zugkraft am ersten und zweiten Zugseil 5, 5', wodurch die Feststellbremsen aktiviert werden. Zum Lösen werden die Elektromotoren 7, 7' wieder in entgegengesetzte Richtung betrieben, so dass die Feststellbremsen wieder freigegeben werden. Sollte einer der beiden Elektromotoren 7 oder 7' ausfallen, kann die Stange 11 mittels des verbleibenden Elektromotors bewegt werden, um eine Aktivierung der beiden Radbremsen 6 und 6' zu ermöglichen. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 3 eine Feststellbremse 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet.
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Wie in 3 gezeigt, umfasst die Feststellbremsanlage 1 des dritten Ausführungsbeispiels einen ersten Elektromotor 7, ein erstes Getriebe 2, einen ersten Hebel 3, ein erstes Zugseil 5 und eine erste Radbremse 6. Ferner umfasst die Feststellbremse 1 des dritten Ausführungsbeispiels einen zweiten Elektromotor 7', ein zweites Getriebe 2', einen zweiten Hebel 3', ein zweites Zugseil 5' und eine zweite Radbremse 6'. Die beiden Elektromotoren 7, 7' sind wieder durch eine gemeinsame Steuereinrichtung 10 separat ansteuerbar.
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Um einen Feststellbremswunsch eines Fahrers auszuführen, werden bei der Feststellbremsanlage 1 beide Elektromotoren 7, 7' gleichzeitig betätigt, so dass der erste Hebel 3 um den Drehpunkt D, wie durch den Pfeil B gezeigt, geschwenkt wird und dadurch am Zugseil 5 zieht und der zweite Hebel 3' um den zweiten Drehpunkt D' in Richtung des Pfeils B' gedreht wird, um am zweiten Zugseil 5' in Richtung des Pfeils B' zu ziehen. Bei Ausfall eines der beiden Elektromotoren kann das Fahrzeug immer noch über den anderen Elektromotor festgestellt werden. Dadurch wird das Fahrzeug zwar lediglich nur mit einer Radbremse gehalten. Dies ist jedoch für einen Notfall ausreichend. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 4 eine Feststellbremsanlage 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
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Das vierte Ausführungsbeispiel weist einen ähnlichen Aufbau wie das zweite Ausführungsbeispiel auf, im Unterschied dazu weist das vierte Ausführungsbeispiel jedoch eine erste Stange 11 und eine zweite Stange 11' an, welche jeweils separat von einem ersten Elektromotor 7 bzw. einem zweiten Elektromotor 7' betätigt werden. An den Stangen 11 bzw. 11' sind wieder Verzahnungen 13 bzw. 14 angebracht, wobei die erste Verzahnung 13 mit einem ersten Getriebe 2 in Verbindung steht und die zweite Verzahnung 14 mit einem zweiten Getriebe 2' in Verbindung steht. Die erste Stange 11 ist in einer ersten Führung 12 geführt und die zweite Stange 11' ist in einer zweiten Führung 12' geführt. An der ersten Stange 11 ist eine erste Querstange 16, an welcher an einem Anlenkpunkt 4 das erste Zugseil 5 fixiert ist, und die zweite Stange 11' ist mit einer zweiten Querstange 16' versehen, an welcher an einem Anlenkpunkt 4' das zweite Zugseil 5' fixiert ist. Die Querstangen 16, 16' sind an den Stangen 11, 11' im rechten Winkel fixiert.
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Wie beim dritten Ausführungsbeispiel sind beim vierten Ausführungsbeispiel die Elektromotoren 7, 7' separat betätigbar, so dass auch die einzelnen Radbremsen 6 bzw. 6' einzeln betätigbar sind. Im normalen Betrieb wird für eine Feststellbremsung jedoch eine gleichzeitige Betätigung der beiden Elektromotoren bevorzugt, um beide Radbremsen in Eingriff zu bringen. Sollte einer der beiden Elektromotoren ausfallen, kann das Fahrzeug immer noch über den verbleibenden Elektromotor mit einer Radbremse festgestellt werden. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
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Zu allen beschriebenen Ausführungsbeispielen sei angemerkt, dass die erfindungsgemäße Feststellbremse 1 durch die Redundanz der Antriebe und auch der Seilzüge und weiteren Bauteile selbstverständlich auch dann eine Betätigung ermöglicht, wenn beispielsweise ein Seilzug gerissen ist oder ein sonstiger Defekt an einem zu einer Radbremse gehörenden Bauteil vorliegt. Insbesondere die Elektromotoren 7, 7' sind dabei derart ausgelegt, dass sie zumindest ein derartiges Drehmoment aufbringen, um wenigstens eine der Radbremsen in einen Feststellbremszustand zu bringen, um ein Fahrzeug zu halten.
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Die erfindungsgemäße Feststellbremsanlage kann dabei bei allen Fahrzeugen mit automatisierter Parkbremse eingesetzt werden, wobei als Bremsen sowohl Scheibenbremsen als auch Trommelbremsen verwendbar sind.
