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Querverweis auf verwandte Anmeldungen
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Die vorliegende Anmeldung basiert auf – und beansprucht die Priorität – der am 11. Dezember 2008 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung mit der Serial Number 10-2008-0125713 , die hiermit durch Verweis in ihrer Gesamtheit in die vorliegende Anmeldung einbezogen wird.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem und insbesondere ein Bremssystem, bei dem eine sichere Bremsfunktion unter Ausgestaltung als Zweikreis-Bremssystem erzielt wird.
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Bei hydraulischen Bremsen wird die Bremsfunktion generell dadurch ausgeführt, dass durch Beaufschlagung mit Hydraulikdruck Bremsbeläge gegen eine Scheibe gedrückt werden. Hydraulische Bremsen sind vom Aufbau her kompliziert und unterliegen Einschränkungen hinsichtlich wünschenswerter Verbesserung der Zuverlässigkeit von Bremsleistung und -sicherheit. Elektromechanische Bremsen (EMB) hingegen haben einen einfachen Aufbau und zeigen eine zuverlässige Bremsleistung. Somit haben EMBs zunehmende Verwendung gefunden. Bei einer elektromechanischen Bremse erfolgt der Bremsvorgang, indem die Kraft eines Motors direkt in eine geradlinige Bewegungskraft umgesetzt wird.
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Als eine Variante der elektromechanischen Bremsen, bei denen die Kraft des Motors verwendet wird, wurde eine als EWB (Electro Wedge Brake – elektronische Keilbremse) bezeichnete Bremse vorgeschlagen, die den Bremsvorgang mittels eines Keileffekts dahingehend durchführt, dass eine Eingangskraft verstärkt wird, indem unter Verwendung einer Keilvorrichtung, die mittels eines Betätigungsteils zum Bremsen betätigt wird, Bremsbeläge gegen eine Scheibe gedrückt werden und dadurch Reibung erzeugt wird. Die Bremsen des EMB- und EWB-Typs fallen generell unter den Begriff der BBW(Brake By Wire)-Technologie.
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Aus der
DE 36 38 866 C2 ist ein Bremssystem mit einer elektronischen Steuereinheit, die die Betätigung eines Bremspedals mittels eines Sensors detektiert und den Bremsvorgang steuert und mit einer Hauptbremse mit einem Hauptbremssattel, der einen Hauptbremsbelag zum Andrücken an eine Radscheibe aufweist, bekannt. Das Bremssystem weist ferner eine Hilfsbremse mit einem Hilfsbremssattel mit einem Hilfsbremsbelag auf, wobei in der Reaktion auf ein Steuersignal, das von einer elektronischen Steuereinheit erzeugt wird, die Radscheibe an einer von dem Hauptbremsbelag beabstandeten vorbestimmten Position druckbeaufschlagt ist und den Bremsbelag zu der Radscheibe hin drückt, um das Fahrzeug zu bremsen.
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Aus
DE 198 31 541 A1 ist ein Bremsenbetätigungsverfahren für ein Fahrzeug mit einer Bremsanlage mit Betriebsbremse und Feststellbremse bekannt, bei dem bei Fahrzeugstillstand dann, wenn durch das Bremspedal eine Bremsung veranlasst wird, die Feststellbremse betätigt wird.
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Aus
DE 196 26 901 A1 ist eine Scheibenbremse mit zwei in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten und separat jeweils mittels mindestens einer Kolbenzylindereinheit hydraulisch belastbaren Bremsbelagsätzen an einer Bremsscheibe bekannt.
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Eine elektromechanische Bremse sollte jedoch bei 12 V betrieben werden und führt den Bremsvorgang mit Hilfe elektronischer Signale und elektrischer Vorrichtungen durch. Folglich ist dieser Bremsentyp grundlegend dadurch beeinträchtigt, dass seine Ausfallrate (FR) im Vergleich mit hydraulischen Bremssystemen erhöht ist.
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Deshalb sind verschiedene Verfahren entwickelt worden, um die Ausfallrate auf das gleiche Niveau wie bei dem stabilen hydraulischen Bremssystem zu reduzieren. Beispielsweise wird die Ausfallrate mittels einer Ausfallsicherung reduziert, indem eine Steuerlogik, welche die EWB oder EMB-Bremse steuert, und eine diese reflektierende Schaltung entsprechend konfiguriert werden; bei diesem Verfahren ist jedoch keine Vorrichtung vorhanden, die auf mechanische Weise eine Bremskraft erzeugt, falls der als Energiequelle dienende Motor versagt. Dadurch ist die Sicherheit beeinträchtigt, und aufgrund der reduzierten Sicherheit ist die praktische Anwendung des Verfahrens an Fahrzeugen mit Schwierigkeiten behaftet.
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung tragen dazu bei, die Schwierigkeiten des einschlägigen Standes der Technik zu beseitigen und eine stabile Ausfallrate in einem EWB- oder EMB-Bremssystem, das wie ein hydraulisches Bremssystem in praktischer Weise an einem Fahrzeug anwendbar ist, zu erreichen, indem – zusätzlich zu dem Bremsen des Fahrzeugs durch Erzeugen eines Keileffekts mittels Motorkraft oder zu dem Betätigen der EWB- oder EMB-Bremsen, die eine geradlinige Bewegungskraft erzeugen – bei Ausfall des Motors zur Sicherheit eine Not-Bremskraft erzeugt wird, während eine Ausfallsicherung mittels eines speziellen EWB- oder EMB-Bremssystems erzielt wird.
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Da ein spezielles Bremssystem, das gemäß der vorliegenden Erfindung dem EWB- oder EMB-Bremssystem hinzugefügt ist, nur eine aus Sicherheitsgründen gewünschte Notbremskraft erzeugen muss, braucht dieses Bremssystem nicht an sämtlichen Vorder- und Hinterrädern installiert zu sein, wobei dementsprechend eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin besteht, das Gewicht und den Kostenaufwand zu minimieren, indem in Vergleich mit der Hauptbremsstruktur kleine und dünne Bremsbeläge vorgesehen werden.
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind zur weitreichenden Verwendung geeignet, da sie die gesetzlichen Anforderungen an Brake-By-Wire-Bremssysteme erfüllen, indem sie zusätzlich ein Not-Bremssystem bereitstellen, auch wenn das Fahrzeug bereits mit einem EWB- oder EMB-Bremssystem versehen ist.
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Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist ein mit einer Sicherheitsbremsfunktion versehenes Bremssystem eine elektronische Steuereinheit (ECU), eine Hauptbremse und eine Hilfsbremse auf. Die elektronische Steuereinheit detektiert mit Hilfe eines Sensors die Betätigung des Bremspedals und steuert den Bremsvorgang. Die Hauptbremse weist einen Bremssattel mit einem Bremsbelag auf, der gegen eine Radscheibe drückt, und erzeugt mittels eines Motors, der unter Steuerung durch die elektronische Steuereinheit angetrieben wird, eine Ausgangsdrehkraft zum Anhalten der Radscheibe. Die Hilfsbremse weist einen Bremssattel mit einem Bremsbelag zum Drücken gegen die Radscheibe auf, der an einer von der Hauptbremse entfernten vorbestimmten Position angeordnet ist, wobei die Hilfsbremse den Bremsbelag gegen die Radscheibe zum Bremsen eines Fahrzeugs als Reaktion auf ein Steuersignal drückt, das von der elektronische Steuereinheit bei Detektion eines Versagens der Hauptbremse erzeugt wird.
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Die Hauptbremse, bei des es sich eine elektronische Keilbremse (EWB) handelt, weist einen Motor, eine Hauptkeilvorrichtung und einen Bremssattel auf. Der Motor wird durch die elektronische Steuereinheit (ECU) gesteuert und weist eine Konvertiereinheit auf, mittels derer Drehung in eine geradlinige Bewegung umgesetzt wird. Die Hauptkeilvorrichtung besteht aus einer Walze und beweglichen/festgelegten Platten, um durch Verwendung der von dem Motor erzeugten geradlinigen Bewegung die Eingangskraft zur Druckbeaufschlagung der Radscheibe zu erhöhen. Der Bremssattel umfasst die Radscheibe und weist innere/äußere Bremsbeläge auf, die an die Radscheibe drücken, während sich die Hauptkeilvorrichtung bewegt.
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Die Hilfsbremse weist ferner einen Bremssattel, einen Elektromagneten und eine Hilfskeilvorrichtung auf. Der Bremssattel umfasst die Radscheibe und weist innere/äußere Bremsbeläge auf. Der Elektromagnet wird unter Steuerung durch die elektronische Steuereinheit ein- und ausgeschaltet und weist einen Stab auf, der herausgezogen wird, um eine Last aufzubringen. Die Hilfskeilvorrichtung besteht aus einer beweglichen Platte, auf die durch einen Elektromaget-Stab eine Last aufgebracht wird, einer festgelegten Platte, die fest an dem Bremssattel angeordnet ist, und einer Walze, die zwischen an den beweglichen/festgelegten Platten ausgebildeten Keilflächen angeordnet ist, um zusätzlich zu dem Andrücken des Bremsbelags an die Radscheibe, das durch Druckbeaufschlagung des Bremsbelags durch die von dem Elektromaget-Stab erzeugte Last erfolgt, eine Keilwirkung zu erzeugen.
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Der Elektromagnet ist an einer vorbestimmten Position angeordnet, um an eine Seite der Hilfskeilvorrichtung zu drücken, und ist durch den Bremssattel festgelegt.
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Der Bremssattel weist linke/rechte Anschlagteile an vorbestimmten Positionen zu beiden Seiten der Hilfskeilvorrichtung auf.
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Von beiden Seiten der beweglichen Platte stehen nach links bzw. rechts verlaufende Endteile vor, um die festgelegte Platte in einem vorbestimmten Zwischenraum aufzunehmen, und das nach links verlaufende Endteil nimmt direkt die Last auf, welche durch den Stab des Elektromagneten aufgebracht wird.
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Die Winkel der Keilflächen liegen in einem Bereich, der definiert ist durch: Reibungskoeffizient > tan (Winkel der Keilflächen).
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Die Hilfskeilvorrichtung weist eine Rückstellfeder auf, die elastisch von dem Bremssattel gehalten ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Hilfsbremse einen Bremssattel, eine Hilfskeilvorrichtung, eine Druckfeder und einen Elektromagneten auf. Der Bremssattel umfasst die Radscheibe, weist innere/äußere Bremsbeläge und linke bzw. rechte Anschlagteile an vorbestimmten Positionen von einer Hilfskeilvorrichtung auf. Die Hilfskeilvorrichtung besteht aus einer beweglichen Platte, die zusammen mit dem Bremsbelag in der Drehrichtung des Rads gedrückt wird, während sie die Radscheibe rückhält, einer festgelegten Platte, die fest an dem Bremssattel angeordnet ist, und einer Walze, die zwischen an den beweglichen/festgelegten Platten eingravierten Keilflächen angeordnet ist. Die Druckfeder ist an einem Ende fest mit der beweglichen Platte verbunden und bringt über das andere Ende kontinuierlich eine Last auf einen Keilrahmen auf, der an der beweglichen Platte festgelegt ist, um sich zusammen mit dieser zu bewegen. Der Elektromagnet weist einen Elektromagnet-Stab auf, der den Keilrahmen rückhält, und hält den Keilrahmen zurück bzw. gibt ihn frei, während er unter Steuerung durch die elektronische Steuereinheit ein- bzw. ausgeschaltet wird.
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Der Elektromagnet ist an einer Seite der Hilfskeilvorrichtung angeordnet.
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Ferner weist der Elektromagnet eine Zugfeder auf, die eine Last auf den Elektromagnet-Stab aufbringt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch die Verwendung eines EWB- oder EMB-Bremssystems an einem Fahrzeug und durch zusätzliches Vorsehen eines speziellen Bremssystems, das bei Ausfall eines als Energiequelle dienenden Motors zur Sicherheit einen Not-Bremsvorgang durchführt und dabei eine Fehlerausfallsicherung realisiert, auch eine stabile Ausfallrate in einem für ein Fahrzeug verwendeten EWB- oder EMB-Bremssystem wie bei einem hydraulischen Bremssystem erzielt werden, wobei durch Erfüllung der gesetzlichen Bestimmungen für ein Brake-By-Wire-Bremssystem eine breite Anwendbarkeit gewährleistet ist.
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Da bei dem Brake-By-Wire-Bremssystem, bei dem der EWB- oder EMB-Bremstyp der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ein spezielles Bremssystem verwendet wird, das nur eine Not-Bremskraft erzeugt, besteht die Möglichkeit, dieses selektiv an dem Vorderrad oder dem Hinterrad zu installieren und das Gewicht sowie den Kostenaufwand zu minimieren, indem im Vergleich mit einer Hauptbremsstruktur kleine und dünne Bremsbeläge verwendet werden.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. Es zeigen:
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1 die Konfiguration eines Bremssystems mit einer Sicherheits-Bremsfunktion gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Darstellung des Bremsvorgangs bei einer EWB-Hauptbremse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 eine Darstellung einer Sicherheits-Bremsoperation, die von einer EWB-Hilfsbremse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, wenn die Hauptbremse versagt;
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4 die Konfiguration eines EWB-Hilfsbremssystems gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
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5 eine Darstellung der Sicherheits-Bremsoperation, die von der in 4 gezeigten EWB-Hilfsbremse bei Versagen einer Hauptbremse durchgeführt wird.
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1 zeigt die Konfiguration eines Bremssystems, das mit einer Sicherheits-Bremsfunktion gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist, wobei das Bremssystem der vorliegenden Erfindung eine elektronische Steuereinheit (ECU) 1, welche die zum Bremsen verwendeten Komponenten steuert, wenn das Bremspedal betätigt wird, eine Hauptbremse 2, die von der elektronischen Steuereinheit 1 dahingehend betätigt wird, dass sie beim normalen Bremsen eine für den Bremsvorgang vorgesehene Radscheibe anhält, und eine an der Radscheibe angeordnete Hilfsbremse 10 aufweist, die für eine Hilfs-Bremsfunktion ausgelegt ist, um zur Sicherheit einen Not-Bremsvorgang durchführen zu können, indem sie die Radscheibe unter Steuerung durch die elektronische Steuereinheit 1 anhält, wenn diese ein Versagen der Hauptbremse 2 detektiert hat.
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Die gemäß dieser Ausführungsform vorgesehene Hauptbremse 2, bei der es sich um eine elektronische Keilbremse (EWB – Electro Wedge Brake) handelt, führt einen Bremsvorgang mittels einer die Bremskraft verstärkenden Keiloperation durch, indem unter Verwendung einer Keilvorrichtung, die generell mittels eines Betätigungsteils betätigt wird, Bremsbeläge gegen die Scheibe gedrückt werden und dadurch Reibung erzeugt wird.
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Ferner besteht bei der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit, als Hauptbremse keine elektronische Keilbremse, sondern eine elektromechanische Bremse (EMB) zu verwenden, die als elektrische Bremsvorrichtung ausgebildet ist, wobei die elektromechanische Bremse Druck auf die Radscheibe ausübt, indem sie die Kraft eines Motors mittels einer Gewindeschraube in eine axiale Bewegungskraft umsetzt.
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Die elektronische Keilbremse (EWB) und die elektromechanische Bremse (EMB) zählen beide zu der Brake-By-Wire-Technologie, und im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform wird die Hauptbreme 2 am Beispiel einer elektronischen Keilbremse (EWB) beschrieben.
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Die Hauptbremse 2 weist generell einen Motor 3, der von der elektronischen Steuereinheit (ECU) 1 gesteuert wird und mit einer Konvertiereinheit zum Umsetzen von Drehung in eine geradlinige Bewegung versehen ist, eine Hauptkeilvorrichtung 4, welche durch die geradlinige Bewegungskraft, die von dem Antriebsmotor geliefert wird, die zur Druckbeaufschlagung des Rads dienende Eingangskraft verstärkt, und einen Bremssattel 5 auf, der die Radscheibe umfasst und innere bzw. äußere Bremsbeläge 21, 22 aufweist, die an die Radscheibe drücken, während sich die Hauptkeilvorrichtung 4 bewegt.
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Ferner weist die Hauptbremse 2 zum Ausgleich von Verschleiß eine nicht selbstverriegelnde (NSL – Non-Self-Locking) Schraubenstruktur und einen Elektromagneten auf, um einen vorbestimmten Zwischenraum zwischen den Bremsbelägen 21, 22 zu der Radscheibe beizubehalten, eine Ausfallsicherung für den Fall des Versagens des Motors 3 oder einer Fehlfunktion der Hauptkeilvorrichtung 4 zu erzielen, und um die Funktion einer elektrischen Parkbremse (EPB – Electric Parking Brake) vom elektronischen Typ bereitzustellen, bei der es sich um eine übliche Konfiguration der elektronische Keilbremse handelt.
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Die Hauptkeilvorrichtung 4 besteht aus einer festgelegten Platte 4b, die an dem Bremssattel 5 befestigt ist, und einer beweglichen Platte 4a, die der festgelegten Platte 4b unter Zwischenlage einer Walze 4c gegenüberliegt und sich unter dem Einfluss einer geradlinigen Bewegungskraft, die von den Antriebsmotor 3 umgesetzt wird, relativ zu der festgelegten Platte 4b geradlinig bewegt.
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Eine selbstaktivierende Aktion, die mittels der Keilwirkung durchgeführt wird, welche von der wie oben beschrieben ausgebildeten Hauptkeilvorrichtung 4 erzeugt wird, ist bei Bremsen des hier relevanten Typs gut bekannt, wobei, wenn sich die bewegliche Platte 4a relativ zu der festgelegten Platte 4b geradlinig bewegt, die in einer Nut zwischen der festgelegten Platte 4b und der beweglichen Platte 4a angeordnete Walze 4c sich derart bewegt, dass die bewegliche Platte 4a die Bremsbeläge zu der Radscheibe hin drückt, während sie sich von der festgelegten Platte 4b weg bewegt, wodurch eine zusätzliche Eingangskraft erzeugt wird.
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Entsprechend der Funktionsweise der Hauptbremse 2 arbeitet, während die elektronische Steuereinheit 1 den Motor 2 zum drehenden Antrieb gemäß 2 steuert, die Hauptkeilvorrichtung 4 derart, dass ein Keileffekt erzeugt wird, um die Bremsbeläge gegen die Radscheibe zu drücken.
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Dies bedeutet, dass, während die Drehung des Motors mittels einer aus einer Welle und einer Mutter bestehenden Schraubenvorrichtung, z. B. eine Kabelzugkraft-Konvertiereinheit, in eine geradlinige Bewegung umgesetzt wird, die Walze 4c sich bewegt und dabei die bewegliche Platte 4a der Hauptkeilvorrichtung 4 derart bewegt, dass der Keileffekt durch die kontinuierliche Vorwärtsbewegung der beweglichen Platte 4a erzeugt wird, wie in 2A bis 2C gezeigt ist.
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Als Nächstes wird zum Aufheben des Bremseffekts die bewegliche Platte 4a durch umgekehrte Drehung des Motors 3 in die Ausgangsposition zurückgeführt, wie 2D und 2E zeigen. Beim Rückwärtsbremsen eines Fahrzeugs gemäß 2F und 2G bewegt sich die bewegliche Platte 4a in Gegenrichtung zum Vorwärtsbremsen und erzeugt den gleichen Keileffekt.
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In ähnlicher Weise wie die Hauptbremse 2 ist eine Hilfsbremse 10, die, falls der Motor 3 der Hauptbremse 2 versagt, von der elektronischen Steuereinheit 1 unabhängig gesteuert wird, mit einer Hilfskeilvorrichtung 13 für den Keileffekt versehen.
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Dies bedeutet, dass die Hilfsbremse 10 gemäß 1 einen Bremssattel 12, der die Radscheibe umfasst und mit inneren bzw. äußeren Bremsbelägen 21, 22 versehen ist, eine Bremsbetätigungseinheit 11 mit einem Elektromagneten 11a, der unter Steuerung durch die elektronische Steuereinheit 1 ein- und ausgeschaltet wird, und eine Hilfskeilvorrichtung 13 aufweist, welche den Keileffekt erzeugt, indem sie den Bremsbelag 20 gegen die Radscheibe drückt, während sie mittels des Elektromagneten 11a bewegt wird.
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Zur Ausbildung dieser Konfiguration weist die Bremsbetätigungseinheit 11 einen Elektromagneten 11a mit einem Stab 11b auf, der zum Aufbringen einer Last einer Zugbewegung ausgesetzt wird, wenn die Bremsbetätigungseinheit 11 als Reaktion darauf, dass die elektronische Steuereinheit 1 ein Versagen des Motors 3 der Hauptbremse 2 detektiert hat, von der Steuereinheit 1 eingeschaltet wird.
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Bei dieser Konfiguration ist der Elektromagnet 11a derart angeordnet, dass der Stab 11b auf die Seite der Hilfskeilvorrichtung 13 drückt, und ist durch den Bremssattel 12 festgelegt.
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Ferner ist der Bremssattel 12 mit linken bzw. rechten Anschlagteilen 12a, 12b versehen, welche die Bewegungsstrecken der Hilfskeilvorrichtung 13 an vorbestimmten Positionen zu beiden Seiten der Hilfskeilvorrichtung 13 beschränken.
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Dies bedeutet, dass linke bzw. rechte Anschlagteile 12a, 12b dazu vorgesehen sind, eine übermäßige Bewegung der Hilfskeilvorrichtung 13, die sich beim Vorwärts- bzw. Rückwärtsbremsen vorwärts bzw. rückwärts bewegt, zu verhindern, und dass die Zwischenräume entsprechend der Größe der für die Hilfsbremse 10 erforderlichen Bremskraft bestimmt werden.
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Jedoch kann der Elektromagnet 11a auch ohne die linken bzw. rechten Anschlagteile 12a, 12b verwendet werden, was erreicht werden kann, indem die herausgezogene Länge des auf die Hilfskeilvorrichtung 13 drückenden Stabs 11b in dessen aus dem Elektromagneten 11a herausgezogenen Zustand auf einen vorbestimmten Betrag eingestellt wird, d. h. indem die Länge des Stabs 11b entsprechend der Bewegungsstrecke eingestellt wird, die für eine stabile Operation der Hilfskeilvorrichtung 13 erforderlich ist.
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Ferner besteht die Hilfskeilvorrichtung 13 aus einer festgelegten Platte 15, die an dem Bremssattel 5 festgelegt ist, und einer beweglichen Platte 14, die der festgelegten Platte 15 unter Zwischenlage einer Walze 16 gegenüberliegt und die sich aufgrund einer von dem Elektromagneten 11a aufgebrachten geradlinigen Bewegungskraft relativ zu der festgelegten Platte 15 geradlinig bewegt.
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Ferner ist die Hilfskeilvorrichtung 13 mit einer Rückstellfeder 17 versehen, die elastisch von dem Bremssattel 12 gehalten ist, wobei die Rückstellfeder 17 hilft, die bewegliche Platte 14 in ihre Ausgangsposition zurückzuführen, wenn der Elektromagnet 11a abschaltet worden ist.
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Von beiden Seiten der beweglichen Platte 14 stehen nach links bzw. rechts verlaufende Endteile 14b, 14c vor, um die festgelegte Platte 15 unter Belassung vorbestimmter Zwischenräume aufzunehmen. Das nach links verlaufende Endteil 14b unterliegt der Druckeinwirkung durch den Stab 11b des Elektromagneten 11a, während das nach rechts verlaufende Endteil 14c die Rückstellfeder 17 zusammen mit dem Bremssattel 12 elastisch stützt.
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Keilflächen 14a, 15a in Form von Nuten, welche an den beweglichen bzw. festgelegten Platten 14, 15 so ausgebildet sind, dass die Walze 16 eine stabile Position einnimmt, weisen geometrische Formen dahingehend auf, dass eine Bremskraft stabil erzeugt wird, d. h. sie dienen zum Verhindern einer übermäßigen Bremskraft, die durch eine Radblockade verursacht werden könnte, welche dann auftritt, wenn die Reibkraftsteuerung der Walze 16 relativ zu den Keilflächen 14a, 15a unzureichend ist, da die Bremskraft mittels der Reibkraft aufgebracht wird, die eine an der Walze 16 erzeugte Eingangskraft ist.
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Dies dient dazu, zu verhindern, dass der durch die Betätigung der Hilfskeilvorrichtung 13 erzeugte Reibwinkel der Walze 16 größer ist als der Keilwinkel, und zu diesem Zweck wird der Winkel der Keilflächen 14a, 15a in einem Bereich gewählt, der definiert ist durch: Reibungskoeffizient > tan (Winkel der Keilflächen).
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Somit veranlasst die elektronische Steuereinheit 1 eine Not-Bremskraft, die durch den Keileffekt der Hilfskeilvorrichtung 13 erzeugt wird, wenn die Hilfsbremse 10 aufgrund eines entsprechenden Detektionsergebnisses in Betrieb gesetzt werden soll, d. h. wenn die elektronischen Steuereinheit 1 ein Versagen des Motors 3 der Hauptbremse 2 oder ein Problem der Energiezufuhr zu der Hauptbremse 2 detektiert und es schwierig ist, das Fahrzeug mittels der Hauptbremse 2 in normaler Weise zu bremsen. Folglich kann das Fahrzeug in einen sicheren Bereich gefahren werden.
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Während dieses Notbremsvorgangs wird, wenn die elektronische Steuereinheit 1 gemäß 3 den Elektromagneten 11a einschaltet, der Stab 11b des Elektromagneten 11a herausgezogen und drückt auf die Hilfskeilvorrichtung 13, und die Walze 16 wird von der gedrückten Hilfskeilvorrichtung 13 bewegt, wodurch der Keileffekt erzeugt wird, der den inneren Bremsbelag gegen die Radscheibe drückt.
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Dies bedeutet, dass, während die bewegliche Platte 14 durch die von dem Elektromagneten 11a aufgebrachte Last einer Druckbewegung ausgesetzt wird und dabei die Rückstellfeder 17 zusammendrückt, die zwischen den Keilflächen 14a, 15a der beweglichen Platte 14 und der festgelegten Platte 15 angeordnete Walze 16 bewegt wird, wodurch Reibung erzeugt wird.
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Wie oben beschrieben wurde, wird bei Bewegung der Walze 16 die bewegliche Platte 14 derart einer Druckbewegung ausgesetzt und von der festgelegten Platte 15 weg bewegt, dass die bewegliche Platte 14 den inneren Bremsbelag 21 gegen die Radscheibe drückt und dadurch eine Bremskraft erzeugt wird, während die Radscheibe rückgehalten wird.
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Die selbstaktivierte Keilaktion der Hilfskeilvorrichtung 13 wird auf die gleiche Weise erzielt, die im Zusammenhang mit der Hauptbremse 2 beschrieben wurde, und der Fahrer kann das Fahrzeug auch im Fall eines an der Hauptbremse auftretenden Problems weiterhin fahren, während das Fahrzeug durch die Hilfskeilvorrichtung 13 stabil kontrolliert wird.
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Bei der Hilfskeilvorrichtung 13 der vorliegenden Erfindung kann deren Arbeitsweise auf verschiedene Arten realisiert werden; beispielsweise kann die Hilfskeilvorrichtung 13 derart konfiguriert sein, dass zu ihrer Betätigung die Druckkraft einer Feder verwendet wird.
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Dies bedeutet, dass bei der Struktur der Hilfskeilvorrichtung 13, die aus der beweglichen Platte 14, der festgelegten Platte 15 und der zwischen den Keilflächen 14a, 15a angeordneten Walze 16 besteht, auf die bewegliche Platte 14 die Last einer Druckfeder 34 aufgebracht wird, um die bewegliche Platte 14 gegen die Radscheibe zu drücken, und mittels eines ein- und ausschaltbaren Elektromagneten 31 die Druckkraft der Druckfeder 34 nur übertragen wird, wenn die Hauptbremse 2 versagt.
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Für diese Operation ist ein Ende der Druckfeder 34 an der beweglichen Platte 14 festgelegt, und das andere Ende ist an einem Keilrahmen 33 festgelegt, der fest an der beweglichen Platte 14 angeordnet ist und sich zusammen mit dieser bewegt, so dass die von der Druckfeder 34 aufgebrachte Last die bewegliche Platte 14 durch den Keilrahmen 33 zu der Radscheibe hin drücken kann.
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Ferner ist der Elektromagnet 31 dergestalt an einer Seite der Hilfskeilvorrichtung 13 angeordnet, dass ein Elektromagnet-Stab 31a in den Keilrahmen 33 eingeführt ist, und zwar derart, dass, wenn im Ein- oder Ausschaltzustand des Elektromagneten 31 der Elektromagnet-Stab 31a den Keilrahmen 33 blockiert, eine Bewegung des Keilrahmens 33 verhindert werden kann, indem von der Druckfeder 34 kontinuierlich eine Last aufgebracht wird.
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Ferner ist der Elektromagnet 31 mit einer Zugfeder 32 versehen, welche den Elektromagnet-Stab 31a zu einer Hilfskeilvorrichtung 13 hin drückt, wenn der Elektromagnet nach seiner Betätigung in seinen Ausgangszustand zurückkehrt.
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Ferner weist der Bremssattel 12 linke/rechte Anschlagteile 12a, 12b auf, welche den Bewegungsweg der Hilfskeilvorrichtung 13 an vorbestimmten Positionen zu beiden Seiten der Hilfskeilvorrichtung 13 beschränken.
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Wie bereits beschrieben wurde, wird durch das Vorsehen der Verwendung der Druckfeder 34 auch eine Hilfs-Bremskraft mittels des Keileffekts der Hilfskeilvorrichtung 13 erzeugt. Dies bedeutet, dass, wenn die elektronischen Steuereinheit 1 ein Versagen des Motors 3 der Hauptbremse 2 oder ein Problem in der Energiezufuhr zu der Hauptbremse 2 detektiert und den Elektromagneten 31 ein- oder ausschaltet, die mittels des Elektromagnet-Stabs 31a rückgehaltene Hilfskeilvorrichtung 13 freigegeben und aktiviert wird.
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Dies besagt, dass gemäß 5 die von dem Elektromagnet-Stab 31a freigegebene Hilfskeilvorrichtung 13 durch die von der Druckfeder 34 aufgebrachte Last einer Druckbewegung ausgesetzt wird und dementsprechend die Druckfeder 34 den Druckrahmen 33 druckbeaufschlagt und der Druckrahmen 33 seinerseits die bewegliche Platte 14 druckbeaufschlagt, so dass der innere Bremsbelag 21 auf die Radscheibe hin gedrückt wird.
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Der wie oben beschrieben in Kontakt mit der Radscheibe befindliche innere Bremsbelag 21 wird durch eine Reaktionskraft der Radscheibe, d. h. die Drehung der Radscheibe, in der Drehrichtung der Radscheibe druckbeaufschlagt, und die bewegliche Platte 14 wird durch Andrücken des inneren Bremsbelags 21 in der gleichen Richtung bewegt.
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Während die bewegliche Platte 14 in der beschriebenen Weise druckbeaufschlagt wird, wird die zwischen den Keilflächen 14, 15a der beweglichen Platte 14 und der festgelegten Platte 15 angeordnete Walze 16 bewegt, wobei sie Reibung erzeugt, so dass sich die bewegliche Platte 14 von der festgelegten Platte 15 weg bewegt und der innere Bremsbelag 21 weiter auf die Radscheibe drückt, so dass eine Bremskraft zum Anhalten des Fahrzeugs erzeugt wird.
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Während durch die Last der Druckfeder 34 eine Druckkraft auf den Keilrahmen 33 ausgeübt wird, kann der Fahrer auch in einer Situation, in der ein Problem an der Hauptbremse 2 auftritt, sicher fahren und die Kontrolle über das Fahrzeug beibehalten, da der innere Bremsbelag 21 auf die Radscheibe gedrückt wird und mittels des Keileffekts eine Bremskraft erzeugt, obwohl keine spezielle Eingangskraft auf die Hilfskeilvorrichtung 13 ausgeübt wird.
