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Die vorliegende Erfindung richtet sich auf einen Aktuator einer elektrischen Feststellbremse und insbesondere auf einen elektrischen Feststellbremsenaktuator, der in der Lage ist, die Spannung eines Bremsseils zu messen.
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Bei einem herkömmlichen Aktuator einer elektrischen Feststellbremse, der eine Seilspannungs-Messvorrichtung aufweist, ist das Seil in zwei Abschnitte aufgeteilt und mit einer Feder in Reihe verbunden. In Abhängigkeit von der Kompression der Feder kann die Spannung des Seils ermittelt und berechnet werden. Es ist jedoch von Nachteil, dass ein zusätzlicher Ausgleicher montiert sein muss, um das aufgeteilte Seil auszugleichen.
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Ein Betätigungsmechanismus für eine Feststellbremse ist aus
DE 102 12 879 A1 bekannt. Der Betätigungsmechanismus dient zum Betätigen einer Feststellbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge mittels einer Motoreinheit und einer Exzenteranordnung, die unter Ausnutzung des Exzenterprinzips eine Drehbewegung der Motoreinheit in eine geradlinige Bewegung umwandelt, wobei mindestens ein Bremsseil zur Betätigung der mindestens einen Feststellbremse angezogen oder entlastet wird.
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Weiter ist eine Feststellbremse bekannt, z. B. aus
DE 20 2007 017 953 U1 . Die Feststellbremse mit einer Antriebseinheit und einer Vorrichtung, die mindestens ein Bremsseil mit einer mittels der Antriebseinheit erzeugten Zugkraft beaufschlagt, wobei die Feststellbremse mit einem Führungselement versehen ist, durch das das Bremsseil geführt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement am Gehäuse der Feststellbremse koaxial zum Bremsseil verschiebbar angeordnet ist, wobei ein an dem Führungselement angeordneter Verriegelungsmechanismus eine Verschiebung des Führungselements verhindert oder erlaubt.
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Weiter ist eine Kraftmessvorrichtung für Feststellbremsen bekannt, z. B. aus
DE 10 2006 013 216 A1 . Die Kraftmessvorrichtung hat ein Gehäuse, mit einem Seilzug zur Betätigung der Feststellbremse und mit einem Kraftmesselement zur Bestimmung der Seilkraft. Der Seilzug ist durch das Gehäuse hindurchgeführt und weist am Seilzug befestigte Anschläge auf, einen ersten Anschlag und einen zweiten Anschlag, wobei unter Beanspruchung des Seilzugs sich der erste Anschlag fest an einer Gehäuseinnenseite des Gehäuses abstützt und der gegenüberliegende Anschlag sich an dem Kraftmesselement abstützt, das zwischen Gehäuse und zweiten Anschlag vorgesehen ist, wobei sich entsprechend der Belastung des Seilzugs eine Verschiebung des zweiten Anschlags einstellt, was am Kraftmesselement zu einem entsprechenden Messwert für die vom Seilzug übertragene Kraft führt.
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Außerdem ist ein elektrisch betätigter Seilzug bekannt, z. B. aus
US 4 865 165 A .
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Die Spannung des Seils wird auch mittels eines Motor-Rückkopplungsstroms gemessen. Ein hoher Rückkopplungsstrom repräsentiert eine hohe Spannung des Seils. Der Rückkopplungsstrom kann jedoch leicht durch andere Signale gestört werden, wodurch sich Messfehler ergeben.
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Um diese Nachteile zu beseitigen, zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, einen elektrischen Feststellbremsenaktuator bereitzustellen, bei dem die oben genannten Probleme vermieden werden.
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Hauptziel der Erfindung ist das Bereitstellen eines elektrischen Feststellbremsenaktuators, der in der Lage ist, die Spannung eines Bremsseils zu messen.
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Dazu stellt die Erfindung einen elektrischen Feststellbremsenaktuator gemäß Anspruch 1 bereit. Weitere Ausbildungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Weitere Ziele, Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den angehängten Zeichnungen deutlich.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines elektrischen Feststellbremsenaktuators gemäß der vorliegenden Erfindung,
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2 eine vergrößerte Seitenansicht im Teilschnitt des elektrischen Feststellbremsenaktuators aus 1, wobei eine Aktuatorvorrichtung gezeigt ist,
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3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des elektrischen Feststellbremsenaktuators aus 1, wobei eine Seilspannungs-Messvorrichtung gezeigt ist,
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4 eine vergrößerte Teil-Explosionsansicht der Seilspannungs-Messvorrichtung des elektrischen Feststellbremsenaktuators aus 3,
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5 eine vergrößerte Seitenansicht im Teilschnitt der Seilspannungs-Messvorrichtung des elektrischen Feststellbremsenaktuators aus 3,
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6 eine Betriebsansicht im Teilschnitt der Seilspannungs-Messvorrichtung des elektrischen Feststellbremsenaktuators aus 5, und
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7 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines elektrischen Feststellbremsenaktuators gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Unter Bezugnahme auf 1 bis 3 umfasst eine erste Ausführungsform eines elektrischen Feststellbremsenaktuators oder eines elektrischen Parkbremsenaktuators gemäß der vorliegenden Erfindung eine Aktuatorvorrichtung 10, eine Bremsvorrichtung 30 und eine Seilspannungs-Messvorrichtung 50.
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Die Aktuatorvorrichtung 10 weist ein Gehäuse 11, eine Aktuatoranordnung 13, ein Führungsrohr oder einen Führungsschlauch 15 und eine Hülse 17 auf. Die Aktuatoranordnung 13 ist in dem Gehäuse 11 montiert und weist einen Motor 131, eine Untersetzungsgetriebeeinheit 133 und eine Leitspindel 135 auf. Die Untersetzungsgetriebeeinheit 133 ist mit dem Motor 131 und der Leitspindel 135 verbunden, um zu bewirken, dass der Motor 131 die Leitspindel 135 antreibt, um mit der Kraftübertragung der Untersetzungsgetriebeeinheit 133 horizontal zu bewegen. Die Leitspindel 135 hat ein Antriebsende. Das Führungsrohr oder der Führungsschlauch 15 ist sicher an dem Gehäuse 11 montiert und ragt von diesem hervor. Die Hülse 17 ist sicher um das Antriebsende herum montiert, wird von der Leitspindel 135 angetrieben und ist gleitend in dem Führungsrohr oder Führungsschlauch 15 angeordnet. Die Aktuatorvorrichtung 10 kann eine herkömmliche Aktuatorvorrichtung sein, weswegen an dieser Stelle auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wird.
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Die Bremsvorrichtung 30 ist mit der Aktuatorvorrichtung 10 verbunden und weist ein Bremsseil 31 und eine Schlauchanordnung auf. Die Schlauchanordnung weist einen ersten Schlauch 35 und einen zweiten Schlauch 33 auf. Das Bremsseil 31 ist durch den zweiten Schlauch 33, das Gehäuse 11, die Leitspindel 135, die Hülse 17 und den ersten Schlauch 35 hindurch montiert.
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Der erste Schlauch 35 hat zwei Enden. Das eine Ende des ersten Schlauchs 35 ist sicher in die Hülse 17 eingesetzt. Dementsprechend kann die Leitspindel 135 den ersten Schlauch 35 antreiben, um sich mit der Hülse 17 zu bewegen. Das andere Ende des ersten Schlauchs 35 ist sicher an einer in den Figuren nicht gezeigten Anordnungsposition in der Nähe eines Reifens montiert. Wenn die Hülse 17 horizontal gleitet, bewegt sich der erste Schlauch 35 relativ zum Gehäuse 11 nach außen, um die außerhalb des Führungsrohrs oder Führungsschlauchs 15 freigelegte Länge des äußeren Teils des ersten Schlauchs 35 zu verlängern. Dementsprechend bringt der erste Schlauch 35 eine Kraft auf das Bremsseil 31 auf, so dass sich das Bremsseil 31 spannt und biegt. Folglich kann das Fahrzeug dadurch gebremst werden.
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Der zweite Schlauch 33 hat zwei Enden. Das eine Ende des zweiten Schlauchs 33 ist sicher an dem Gehäuse 11 montiert. Das andere Ende des zweiten Schlauchs 33 ist sicher an einer in den Zeichnungen nicht gezeigten Anordnungsposition in der Nähe eines Reifens montiert. Vorzugsweise ist der zweite Schlauch 33 aus zwei getrennten Abschnitten zusammengesetzt, die einen ersten Abschnitt 331 und einen zweiten Abschnitt 333 umfassen.
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Unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 ist die Seilspannungs-Messvorrichtung 50 mit dem zweiten Schlauch 33 verbunden und weist ein erstes Element 51, ein zweites Element 53, eine Feder 55, einen Hall-Sensor, im weiteren als integrierten Hall-Schaltkreis 57 bezeichnet, und einen Magneten 59 auf. Das zweite Element 53 ist in der Lage, sich relativ zu dem ersten Element 51 zu bewegen. Das erste Element 51 und das zweite Element 53 sind gleitend um das Bremsseil 31 herum montiert. Die Feder 55 ist zwischen dem ersten Element 51 und dem zweiten Element 53 montiert, grenzt an das erste Element 51 und das zweite Element 53 an und ist zusammendrückbar. Der integrierte Hall-Schaltkreis 57 und der Magnet 59 sind jeweils sicher an dem ersten Element 51 bzw. an dem zweiten Element 53 montiert. Der integrierte Hall-Schaltkreis 57 ist ein Halleffekt-Sensor und ein Wandler, der die Wandler-Ausgangsspannung in Reaktion auf Veränderungen des Magnetfeldes variiert. Mit der Ausgangsspannung im Verhältnis zu der Veränderung des Magnetfeldes wird der integrierte Hall-Schaltkreis 57 verwendet, um einen Abstand zwischen zwei Objekten zu bestimmen. Der integrierte Hall-Schaltkreis 57 kann ein herkömmlicher integrierter Hall-Schaltkreis sein, weswegen auf eine ausführliche Beschreibung an dieser Stelle verzichtet wird.
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Vorzugsweise hat der erste Abschnitt 331 zwei Enden, die jeweils sicher an dem Gehäuse 11 beziehungsweise dem ersten Element 51 montiert sind. Der zweite Abschnitt 333 hat zwei Enden. Das eine Ende des zweiten Abschnitts 333 ist sicher an dem zweiten Element 53 montiert. Das andere Ende des zweiten Abschnitts 333 ist an der Anordnungsposition befestigt.
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Vorzugsweise ist das erste Element 51 rohrförmig und weist eine Endfläche, eine Außenfläche, ein Durchgangsloch 511 und einen Rand 513 auf. Die Endfläche des ersten Elements 51 ist dem zweiten Element 53 zugewandt. Das Durchgangsloch 511 ist axial durch das erste Element 51 hindurch ausgebildet und weist einen breiten Abschnitt 5111 und einen schmalen Abschnitt 5113 auf. Der breite Abschnitt 5111 hat einen Durchmesser. Der schmale Abschnitt 5113 ist benachbart zu der Feder 55 und hat einen Durchmesser, der kleiner als derjenige des breiten Abschnitts 5111 ist. Der Rand 513 ist rund, ragt radial von der Außenfläche des ersten Elements 51 hervor und fluchtet mit der Endfläche des ersten Elements 51. Ein korrespondierendes Ende des ersten Abschnitts 331 ist sicher in den breiten Abschnitt 5111 eingesetzt.
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Das zweite Element 53 weist eine Schlauchhalterung 531 und einen Bügel 533 auf. Die Schlauchhalterung 531 ist rohrförmig und weist zwei Enden, ein Halterungsloch 5311, eine Schlauchaussparung 5313 und eine Federaussparung 5315 auf. Die Schlauchaussparung 5313 und die Federaussparung 5315 sind jeweils axial an den Enden der Schlauchhalterung 531 ausgebildet. Die Schlauchaussparung 5313 und die Federaussparung 5315 haben jeweils einen Boden. Das Halterungsloch 5311 ist axial durch die Böden der Schlauchaussparung 5313 und der Federaussparung 5315 hindurch ausgebildet und hat einen Durchmesser. Die Schlauchaussparung 5313 und die Federaussparung 5315 haben jeweils einen Durchmesser der größer als derjenige des Halterungslochs 5311 ist. Die Schlauchaussparung 5313 ist sicher um ein korrespondierendes Ende des zweiten Abschnitts 333 herum montiert. Die Federaussparung 5315 ist um den Rand 513 herum montiert und hat eine Öffnung. Der Bügel 533 ist hohl und um das erste Element 51 herum neben dem Rand 513 und dem Ende der Schlauchhalterung 531 angeordnet, das benachbart zu der Federaussparung 5315 ist. Der Bügel 533 hat ein Ende benachbart zu dem ersten Element 51. Der Bügel 533 wird verwendet, um das erste Element 51 mit der Schlauchhalterung 531 zu verbinden. Da der Bügel 533 die Öffnung der Federaussparung 5315 blockiert, die zulässt, dass sich der Rand 513 herausbewegt, ist der Bügel 533 in der Lage, einen Bewegungspfad des Randes 513 zu beschränken, und verhindert, dass sich das erste Element 51 aus der Federaussparung 5315 herausbewegt. Die Feder 55 ist in der Federaussparung 5315 montiert und hat zwei Enden. Die Enden der Feder 55 grenzen jeweils an den Boden der Federaussparung 5315 beziehungsweise die Endfläche des ersten Elements 51 an.
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Vorzugsweise weist das erste Element 51 einen Halteabschnitt 515 und eine Magnetaussparung 517 auf. Der Halteabschnitt 515 erstreckt sich entlang einer Linie parallel zu der Achse des ersten Elements 51, hat einen bogenförmigen Querschnitt und ragt radial von dem Rand 513 hervor. Die Magnetaussparung 517 ist in dem Halteabschnitt 515 ausgebildet und weist eine Öffnung auf, die der Feder 55 zugewandt ist. Die Schlauchhalterung 531 hat eine Außenfläche. Das zweite Element 53 weist ferner eine Aufnahme für einen integrierten Schaltkreis (IC), im weiteren als IC-Aufnahme 535 bezeichnet, auf, die sicher an der Außenfläche der Schlauchhalterung 531 montiert ist. Der Magnet 59 ist sicher in der Magnetaussparung 517 montiert. Der integrierte Hall-Schaltkreis 57 ist sicher in der IC-Aufnahme 535 montiert.
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Dadurch, dass der Halteabschnitt 515 bewirkt, dass der Querschnitt der Endfläche des ersten Elements 51 in der Federaussparung 5315 nicht rund ist, wird verhindert, dass sich das erste Element 51 bezüglich der Schlauchhalterung 531 dreht, und wird ermöglicht, dass sich der Magnet 59 geradlinig relativ zu dem integrierten Hall-Schaltkreis 57 bewegt. Dementsprechend wird ein ungenauer Spannungswert vermieden.
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Vorzugsweise weist das zweite Element 53 ferner einen Faltenschlauch 537 auf, der um das erste Element 51 und das Ende des Bügels 533 herum montiert ist.
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Vorzugsweise weist die Schlauchhalterung 531 zwei entgegengesetzte Seiten und zwei Vorsprünge 5317 auf. Die Vorsprünge 5317 sind an der Außenfläche der Schlauchhalterung 531 neben der IC-Aufnahme 535 ausgebildet, jeweils an den entgegengesetzten Seiten der Schlauchhalterung 531 angeordnet und von dem Bügel 533 bedeckt. Die Vorsprünge 5317 werden verwendet, um zu verhindern, dass sich der Bügel 533 relativ zu der Schlauchhalterung 531 dreht.
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Unter Bezugnahme auf 4 bis 6 treibt die Leitspindel 135 erst die Hülse 17 an, um sie relativ zu dem Gehäuse 11 nach außen zu schieben, wenn die erste Ausführungsform des elektrischen Feststellbremsenaktuators gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die Hülse 17 treibt auch den ersten Schlauch 35 an, um ihn nach außen zu bewegen, wie auf der rechten Seite in der 2 dargestellt.
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Als nächstes wird die außerhalb des Führungsrohrs oder Führungsschlauchs 15 freigelegte Länge des äußeren Teils des ersten Schlauchs 35, verlängert, um das Bremsseil 31 zum Bremsen zu spannen. Der zweite Schlauch 33 wird ebenfalls einer Spannung unterworfen, die von dem gespannten und gekrümmten Bremsseil 31 erzeugt wird, und erzeugt eine Spannung. Dementsprechend wird die Feder 55 zusammengedrückt und der Magnet 59 bewegt sich relativ in Richtung zu dem integrierten Hall-Schaltkreis 57. Da der Abstand zwischen dem Magneten 59 und dem integrierten Hall-Schaltkreis 57 durch die Spannung des zweiten Schlauchs 33 verändert wird und die Kompression der Feder 55 repräsentiert, ist der integrierte Hall-Schaltkreis 57 in der Lage, den Abstand zu messen, um weiterhin die Spannung des zweiten Schlauchs 33 zu berechnen. Die Spannung des zweiten Schlauchs 33 steht im Verhältnis zu der Spannung des Bremsseils 31, so dass die Spannung des Bremsseils 31 gemessen und berechnet wird.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann der integrierte Hall-Schaltkreis 57 auch sicher an dem ersten Element 51 montiert sein und kann der Magnet 59 sicher an dem zweiten Element 53 montiert sein. Solange der Magnet 59 in der Lage ist, sich relativ in Richtung zu dem integrierten Hall-Schaltkreis 57 zu bewegen, schränkt die vorliegende Erfindung die Positionen des Magneten 59 und des integrierten Hall-Schaltkreises 57 nicht ein.
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Die Seilspannungs-Messvorrichtung 50 kann auch sicher an dem ersten Schlauch 35 montiert sein, der aus zwei getrennten Abschnitten zusammengesetzt ist, um die Spannung des Bremsseils 31 zu messen und zu berechnen.
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In einer alternativen Ausführungsform ist der zweite Schlauch 33 ein einzelner Schlauch und hat zwei Enden. Die Seilspannungs-Messvorrichtung 50 ist sicher an einem der Enden des zweiten Schlauchs 33 montiert. Dementsprechend ist die Seilspannungs-Messvorrichtung 50 in dem Gehäuse 11 montiert oder an der Anordnungsposition angeordnet, wo das eine Ende des zweiten Schlauchs 33 sicher montiert ist. Die vorliegende Erfindung schränkt die Position der Seilspannungs-Messvorrichtung 50 und die Ausführung des zweiten Schlauchs 33 nicht ein.
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Unter weiterer Bezugnahme auf die 7 weist eine zweite Ausführungsform des elektrischen Feststellbremsenaktuators gemäß der vorliegenden Erfindung eine Aktuatorvorrichtung 10A, eine Bremsvorrichtung 30A und eine Seilspannungs-Messvorrichtung 50A auf. Die Aktuatorvorrichtung 10A weist ein Gehäuse 11A und eine Aktuatoranordnung auf, die in dem Gehäuse 11A montiert ist. Die Bremsvorrichtung 30A weist ein Bremsseil 31A und einen zweiten Schlauch 33A auf. Das Bremsseil 31A ist mit der Aktuatoranordnung verbunden. Die Seilspannungs-Messvorrichtung 50A ist mit dem zweiten Schlauch 33A verbunden und weist ein erstes Element 51A und ein zweites Element 53A auf. Die Aktuatorvorrichtung 10A der zweiten Ausführungsform kann eine herkömmliche Aktuatorvorrichtung sein, weswegen an dieser Stelle auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wird. Das Bremsseil 31A kann von der Aktuatoranordnung gespannt werden. Wenn das Bremsseil 31A gespannt wird, wird der zweite Schlauch 33A gekrümmt und das erste Element 51A bewegt sich relativ in Richtung zu dem zweiten Element 53A. Gleichermaßen wird die Spannung des Bremsseils 31A ebenfalls gemessen und berechnet. Dementsprechend ist es nicht erforderlich, das Bremsseil 31A in zwei Abschnitte aufzuteilen, und ein herkömmlicher Ausgleicher ist ebenfalls nicht erforderlich.
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Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung die folgenden Vorteile aufweist.
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1. Einfacher Aufbau:
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Da die Spannung des zweiten Schlauchs 33, 33A gemessen wird, um die Spannung des Bremsseils 31, 31A zu berechnen, muss das Bremsseil 31, 31A nicht aufgeteilt werden und muss die Anordnung der Aktuatoranordnung 13 nicht verändert werden. Nur der erste Schlauch 35 oder der zweite Schlauch 33, 33A muss ausgetauscht werden. Es ist sehr einfach, die Seilspannungs-Messvorrichtung 50, 50A an der Aktuatorvorrichtung 10, 10A zu montieren.
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2. Hervorragende Einsatzflexibilität für unterschiedliche elektrische Feststellbremsenaktuatoren:
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Die Seilspannungs-Messvorrichtung 50, 50A wird auf einfache und bequeme Weise an dem ersten Schlauch 31 oder dem zweiten Schlauch 33, 33A montiert, so dass die Seilspannungs-Messvorrichtung 50, 50A leicht bei unterschiedlichen Arten herkömmlicher elektrischer Feststellbremsenaktuatoren angewendet werden kann.
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3. Hervorragende Einsatzflexibilität an unterschiedlichen Positionen der Seilspannungs-Messvorrichtung 50, 50A:
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Wenn die Seilspannungs-Messvorrichtung 50, 50A näher an der Anordnungsposition ist, wo das eine Ende des zweiten Schlauchs 33, 33A sicher montiert ist, ist der Messwert der Spannung des Bremsseils 31, 31A genauer. Alternativ kann die Seilspannungs-Messvorrichtung 50, 50A auch in dem Gehäuse 11, 11A montiert sein. Die Seilspannungs-Messvorrichtung 50, 50A kann auf unterschiedlichste Arten mit dem zweiten Schlauch 33, 33A verbunden werden.
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4. Verringerung des Volumens des elektrischen Feststellbremsenaktuators:
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Da der Aufbau der Aktuatoranordnung 13 nicht vergrößert sein muss, um den zusätzlichen Ausgleicher anzubringen, und da die Seilspannungs-Messvorrichtung 50, 50A kompakt ist, ist das Volumen (Abmessung) des elektrischen Feststellbremsenaktuators geringer als das eines herkömmlichen elektrischen Feststellbremsenaktuators, der eine Seilspannungs-Messvorrichtung aufweist.
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Anstelle einer Schlauchanordnung kann auch eine Rohranordnung vorgesehen sein, die ein erstes Rohr und ein zweites Rohr, die Feder, den integrierten Hall-Schaltkreis und einen Magneten umfasst.
