DE102020114985A1

DE102020114985A1 - Nutzfahrzeug mit einer Feststellbremse

Info

Publication number: DE102020114985A1
Application number: DE102020114985.9A
Authority: DE
Inventors: Sabine Gattinger; Christian Aicher; Tobias Linke; Christian Kohrs; Thomas Reiter
Original assignee: MAN Truck and Bus SE
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2020-06-05
Filing date: 2020-06-05
Publication date: 2021-12-09
Also published as: WO2021244913A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Nutzfahrzeug (10) mit einer Starrachse (1), aufweisend ein Achsgetriebe (1.1) und mindestens eine Radantriebswelle (1.2), und einer Feststellbremse (2). Zur Erhöhung der Feststellbremskraft der Feststellbremse oder um diese baulich kleiner zu dimensionieren zu können, wird eine Parksperre (5a) bereitgestellt, mittels welcher eine Drehung der Starrachse (1) des Nutzfahrzeuges (10) mechanisch blockierbar ist, um die Feststellbremswirkung der Feststellbremse zu unterstützen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Nutzfahrzeug mit einer Feststellbremse.
Feststellbremsen werden eingesetzt, um ein ungewolltes Wegrollen von Nutzfahrzeugen zu verhindern. Die Feststellbremse bringt dazu im eingelegten Zustand ein dauerhaftes Bremsmoment auf, das eine Rotation der Räder des Nutzfahrzeugs verhindert. Vorliegend wird unter einer Feststellbremse eine Vorrichtung verstanden, die ausgebildet ist, eine Drehung zumindest eines Rades des Nutzfahrzeugs am Rad selbst zu unterbinden, um eine Rollbewegung des Rades und damit ein Wegrollen des Nutzfahrzeugs zu vermeiden. In Nutzfahrzeugen finden dabei in der Praxis oftmals mittels Druckluft lösbare Federspeicher-Feststellbremsen Anwendung.
Das Dokument DE 103 24 723 B4 beschreibt eine Federspeicher-Feststellbremse für Fahrzeuge mit Fremdkraftbremsanlage, mit wenigstens einem Federspeicherzylinder, der mit einer Druckmittelquelle verbindbar ist, im gelösten Zustand der Feststellbremse mit Druck der Druckmittelquelle über ein Versorgungsventil beaufschlagt ist und im eingelegten Zustand der Feststellbremse über das Versorgungsventil und eine Druckentlastungsleitung mit einer Drucksenke verbunden ist. Der Federspeicherzylinder weist eine Federkammer mit Feder und eine Druckkammer auf, die über die Ventile und eine Versorgungsleitung und Druckleitung mit dem Energiespeicher und der Pumpe und über eine Druckentlastungsleitung mit dem Vorratsbehälter verbindbar ist. Im druckentlasteten Zustand des Federspeicherzylinders presst die Feder die Feststellbremse in die eingelegte Stellung. Zum Lösen der Feststellbremse wird der im Energiespeicher gespeicherte Druck in die Druckkammer des Federspeicherzylinders geleitet, wodurch die Feder im Federspeicherzylinder zusammengedrückt und die Feststellbremse gelöst wird.
Feststellbremsen in heutigen Nutzfahrzeugen stoßen aufgrund steigender Anforderungen hinsichtlich der benötigten Bremswirkung zunehmend an ihre Grenzen.
Es ist meist nicht ohne weiteres möglich, größer dimensionierte Feststellbremsen zu verbauen, da der Bauraum, in dem das Bauteil untergebracht werden müsste, oft ausgereizt ist. Gleichzeitig sind größer dimensionierte oder leistungsfähigere Feststellbremsen, und insbesondere größere dimensionierte oder leistungsfähigere Federspeicher-Feststellbremsen, auf dem Markt kaum verfügbar.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Nutzfahrzeug mit Feststellbremse bereitzustellen, mit dem Nachteile bekannter Lösungen vermieden werden können. Die Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, eine leistungsfähigere Bremswirkung im Parkbetrieb eines Nutzfahrzeugs bereitzustellen, vorzugsweise ohne dass zusätzlicher Bauraum für die Feststellbremse vonnöten ist.
Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweise Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die benötigte Feststellbremskraft im Parkbetrieb des Nutzfahrzeugs nicht nur durch die Feststellbremse aufzubringen, sondern zusätzlich durch eine mechanische Sperre der Achse, die im Parkbetrieb aktiviert werden kann, beispielsweise durch eine mechanische Sperre des Achsgetriebes oder der Radantriebswellen der Nutzfahrzeugstarrachse. Diese mechanische Sperre der Achse wird durch eine Parksperre mit einem mechanischen Sperrmechanismus realisiert, die zusätzlich zur Feststellbremse vorgesehen ist. Entsprechend ist es zur Erhöhung der Feststellbremskraft nicht erforderlich, die Feststellbremse baulich größer zu dimensionieren oder die Feststellbremse kann bei gleichbleibender Feststellbremskraft baulich kleiner dimensioniert werden, um so wertvollen Bauraum für andere Aggregate oder Bauteile freizugeben.
Entsprechend wird gemäß einem allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung ein Nutzfahrzeug bereitgestellt, das in an sich bekannter Weise eine Starrachse und eine Feststellbremse umfasst. Die Starrachse umfasst ein Achsgetriebe, vorzugsweise ein Differentialgetriebe, und mindestens eine Radantriebswelle.
Die Feststellbremse kann z. B. ausgebildet sein, im eingelegten Zustand dauerhaft ein Bremsmoment zu erzeugen, das zumindest eines der Räder des Nutzfahrzeugs blockiert oder bremst und ein Davonrollen des Nutzfahrzeugs bremst oder verhindert. Die Feststellbremse ist bevorzugt ausgebildet, eine Drehung zumindest eines Rades des Nutzfahrzeugs am Rad selbst zu unterbinden, um eine Rollbewegung des Rades und damit ein Wegrollen des Nutzfahrzeugs zu vermeiden.
Erfindungsgemäß umfasst das Nutzfahrzeug ferner eine Parksperre. Die Parksperre ist eine Bremseinrichtung, mittels der eine Drehung der Starrachse des Nutzfahrzeuges mechanisch blockierbar ist. In anderen Worten kann die Rotation der Starrachse durch die Parksperre gesperrt oder verhindert werden. Die Parksperre stellt somit eine Bremseinrichtung dar, die zusätzlich zur Feststellbremse vorgesehen ist, um eine zusätzliche Feststellbremskraft erzeugen zu können. Im Unterschied zur Feststellbremse unterbindet die Parksperre eine Drehung der Räder nicht am Rad selbst, sondern lediglich mittelbar über eine mechanische Blockierung mindestens einer drehbaren Komponente der Starrachse, die trieblich mit den Rädern der Starrachse verbunden ist. In anderen Worten liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, eine dauerhafte Bremswirkung für das geparkte oder abgestellte Nutzfahrzeug über die Feststellbremse und die Parksperre zu erzeugen. Die Feststellbremse des Nutzfahrzeugs kann insofern durch den Einsatz der Parksperre unterstützt bzw. mit dieser kombiniert werden.
Wie vorstehend bereits festgestellt wurde, kann mittels der vorgeschlagenen Lösung die erzielbare Feststellbremswirkung im Vergleich zu den bekannten Lösungen vorteilhaft erhöht werden und/oder die Feststellbremse optional kleiner dimensioniert werden. Dies bietet u. a. Kostenvorteile und Vorteile hinsichtlich des benötigten Bauraums bzw. Packaging-Vorteile.
Eine Erhöhung der Feststell-Bremswirkung durch Unterstützung der Feststellbremse mittels der Parksperre führt ferner zu einer Steigerung der Betriebssicherheit des Nutzfahrzeugs. Ferner kann die Parksperre auch in vorteilhafter Weise als redundante Wegrollsicherung genutzt werden, die auch im Falle des Versagens der Feststellbremse noch eine Feststellbremswirkung bereitstellt und das Nutzfahrzeug insofern auch dann noch vor ungewolltem Wegrollen sichert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Parksperre ausgebildet sein, bei Aktivierung das Achsgetriebe, beispielsweise das Achsdifferential, zur Drehverhinderung mechanisch zu blockieren. Dazu kann die Parksperre z. B. ausgebildet sein, Zahnräder oder andere rotierende Komponenten des Achsgetriebes unmittelbar zu blockieren. Das Achsgetriebe als zentrale Komponente der Leistungsübertragung kann insofern in vorteilhafter Weise zur Bereitstellung der Feststellbremswirkung genutzt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Parksperre zusätzlich oder alternativ ausgebildet sein, bei Aktivierung die mindestens eine Radantriebswelle zur Drehverhinderung mechanisch zu blockieren. Dies führt zu einer weiteren Erhöhung der Betriebssicherheit des Nutzfahrzeugs. Ferner kann die Parksperre dadurch in vorteilhafter Weise dort positioniert werden, wo im Nutzfahrzeug ungenutzter Bauraum zur Verfügung steht.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Parksperre zur Aktivierung und Deaktivierung elektrisch betätigbar sein. Z. B. kann die elektrisch betätigbare Parkbremse über eine elektronische Logik gesteuert werden. Für den Fall, dass die Feststellbremse ebenfalls elektrisch betätigbar ist, z. B. in Form einer elektropneumatischen Feststellbremse, ist es ferner möglich, die Gesamtfunktion beider Bremssysteme über eine elektronische Logik zu steuern. Ferner kann die Verteilung des Bremsmoments zwischen der Parkbremse und der Feststellbremse besonders einfach abgestimmt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann bei Aktivierung der Feststellbremse immer auch die Parksperre aktiviert werden, so dass sich die Bremskräfte addieren. Entsprechen kann die Feststellbremse baulich kleiner ausgelegt werden und im Bereich der Feststellbremse Bauraum gewonnen werden. Oder es kann bei gleicher baulicher Dimensionierung der Feststellbremse die Feststellbremskraft erhöht werden, da die Parksperre bei geparktem und abgestellten Kraftfahrzeug gemäß diesem Aspekt immer eine zusätzliche Feststellbremskraft erzeugt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann die Feststellbremse eine pneumatische oder elektropneumatische Feststellbremse, umfassend mindestens einen pneumatischen Federspeicherbremszylinder, sein.
Das Achsgetriebe und die mindestens eine Radantriebswelle der Starrachse können in einem starren Achskörper angeordnet sein. Die Räder einer Achse des Nutzfahrzeugs können über den starren Achskörper, z. B. über eine Achsbrücke, miteinander verbunden sein. Das Achsgetriebe kann z. B. als Achsverteilergetriebe, Ausgleichsgetriebe oder Ausgleichsdifferential ausgebildet sein. Das Achsgetriebe kann über mindestens eine Radantriebswelle mit Rädern des Nutzfahrzeugs trieblich verbunden sein. In anderen Worten kann das Achsgetriebe ausgebildet sein, Drehzahl und Drehmoment, optional unter Transformation der Verhältnisse aus Eingangs- und Ausgangswerten, zwischen einer HauptAntriebswelle des Nutzfahrzeugs und der mindestens einen Radantriebswelle zu übertragen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Parksperre zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse eine Verriegelungsaufnahme, die drehfest am Achsgetriebe oder an einer Radantriebswelle befestigt ist, einen Aktuator und ferner einen Sperrriegel, ein Riegelgestänge oder eine Sperrklinke. Mit dem Aktuator ist zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse eine formschlüssige Verbindung zwischen der Verriegelungsaufnahme und dem Sperrriegel, dem Riegelgestänge oder der Sperrklinke herstellbar. Dies ermöglicht eine baulich besonders kompakte Realisierung des mechanischen Sperrmechanismus und/oder der Parksperre. Der Begriff Sperrklinke soll allgemein auch ein Sperrglied oder eine Schaltklinke umfassen. In dieser Ausführungsform lassen sich ferner vorteilhaft besonders hohe Bremsmomente erzielen. Ferner birgt diese Ausführungsform Vorteile in Bezug auf die Betriebssicherheit.
Beispielhaft kann die Sperrklinke drehbar um einen Bolzen gelagert sein und mittels des Aktuators, vorzugsweise mittels eines axial verschieblichen Sperrriegels oder Stempels des Aktuators, in eine eingerückte und ausgerückte Position verbringbar sein. In der eingerückten Position kann eine Nase der Sperrklinke dazu in eine Verriegelungsaufnahme eingreifen. Die Verriegelungsaufnahme kann als Sperrrad (Klinkenrad) ausgeführt sein, mit mehreren über den Umfang verteilten Aussparungen des Sperrrads. Die Sperrklinke verhindert die Drehung der Verriegelungsaufnahme, wenn sie sich im Eingriff mit dieser befindet. Die Sperrklinke kann auch als eine vom Aktuator verschiebliche Sperrklinke ausgeführt sein.
Vorstehend wurde bereits festgestellt, dass das Achsgetriebe ein Differentialgetriebe umfassen kann. Nachfolgend werden weitere Varianten der obigen Ausführungsformen beschrieben, bei denen das Sperrrad entweder an ein einem Differentialgehäuse des Differentialgetriebes oder an einer Radantriebswelle drehfest angeordnet ist und bei denen die Sperrklinke verschwenkbar oder verschieblich ausgeführt ist.
So umfasst in einer möglichen Variante die Parksperre zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse ein an einem Differentialgehäuse des Differentialgetriebes drehfest angeordnetes Sperrrad. Die Parksperre umfasst ferner eine verschwenkbare Sperrklinke und einen Aktuator zur Betätigung der Sperrklinke, mittels dem zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Sperrrad und der Sperrklinke herstellbar ist.
So umfasst in einer weiteren möglichen Variante die Parksperre zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse wiederum ein drehfest an einem Differentialgehäuse des Differentialgetriebes drehfest angeordnetes Sperrrad, einen verschiebbaren Sperrriegel, und einen Aktuator zur Betätigung des Sperrriegels, mittels dem zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Sperrrad und dem Sperrriegel herstellbar ist.
So umfasst in einer weiteren möglichen Variante die Parksperre zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse ein drehfest an der Radantriebswelle angeordnetes Sperrrad, eine verschwenkbare Sperrklinke, und einen Aktuator zur Betätigung der Sperrklinke, mittels dem zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Sperrrad und der Sperrklinke herstellbar ist.
Ferner umfasst in einer weiteren möglichen Variante die Parksperre zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse ein drehfest an der Radantriebswelle angeordnetes Sperrrad, einen verschiebbaren Riegel, einen Aktuator zur Betätigung des Sperrriegels, mittels dem zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Sperrrad und dem Sperrriegel herstellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorgenannten Ausführungsformen kann der Aktuator als ein elektro-mechanischer, elektro-pneumatischer oder elektro-hydraulischer Aktuator ausgebildet sein. Optional kann der Aktuator als Motor oder Hubkolbenmotor ausgebildet sein. Auch eine rein mechanische Betätigung des Aktuators ist möglich.
In weiteren Ausführungsformen wäre es auch möglich, die Parksperre so auszubilden, dass sie einen Reibschluss zur Starrachse herstellen kann, um die Starrachse zu blockieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Nutzfahrzeug ein Lastkraftwagen oder Omnibus sein. Mit anderen Worten kann es sich bei dem Nutzfahrzeug um ein Kraftfahrzeug handeln, das durch seine Bauart und Einrichtung zur Beförderung von Personen, zum Transport von Gütern oder zum Ziehen von Anhängerfahrzeugen ausgelegt ist.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

1 eine stark schematisierte Darstellung eines Nutzfahrzeugs (Teilansicht) gemäß einer Ausführungsform;
2 eine perspektivische Ansicht der Parksperre im eingelegten Zustand gemäß einer weiteren Ausführungsform;
3 eine Detailansicht zur Funktionsweise der Parksperre aus 2;
4 die Parksperre aus 2 im gelösten Zustand;
5 weitere Detailansichten zur Funktionsweise der Parksperre aus 2;
6 eine perspektivische Ansicht der Parksperre im eingelegten Zustand gemäß einer weiteren Ausführungsform;
7 eine Frontansicht der Parksperre eines Nutzfahrzeugs gemäß der Ausführungsform aus 6;
8 Detailansichten der Parksperre eines Nutzfahrzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
9 Detailansichten der Parksperre eines Nutzfahrzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und sind zum Teil nicht gesondert beschrieben.
1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung eines Nutzfahrzeugs 10 (Teilansicht) gemäß einer Ausführungsform. Das Nutzfahrzeug 10 umfasst eine Starrachse 1, die ein Achsgetriebe 1.1 und zwei Radantriebswellen 1.2 aufweist. Das Achsgetriebe 1.1 ist dazu ausgebildet, Antriebsleistung zwischen einer Antriebswelle (nicht dargestellt) des Nutzfahrzeugs 10 und den zwei Radantriebswellen 1.2 zu übertragen, an deren Ende Räder 4 des Nutzfahrzeugs 10 drehfest angeordnet sind. Die Starrachse ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet, die Räder 4 einer Achse des Nutzfahrzeugs 10 starr miteinander zu verbinden. Das Nutzfahrzeug 10 kann optional auch weitere Starrachsen 1 aufweisen (nicht dargestellt).
Das Nutzfahrzeug weist ferner eine Feststellbremse 2 und eine Parksperre 3 auf.
Die Feststellbremse 2 des Nutzfahrzeugs 10 wird eingesetzt, um bei geparktem oder abgestelltem Nutzfahrzeug ein dauerhaftes Bremsmoment zu erzeugen, vorzugsweise um das Nutzfahrzeug 10 an einem Hang oder auf ebenem Untergrund gegen Wegrollen und gegen Diebstahl zu sichern.
Zur Aktivierung der Feststellbremse 2 betätigt der Fahrer des Nutzfahrzeugs 10 z. B. einen entsprechenden in der Fahrerkabine des Nutzfahrzeugs 10 angeordneten Schalter oder einen Knopf (nicht dargestellt). Es ist ferner denkbar, dass die Feststellbremse automatisch aktiviert wird, wenn das Nutzfahrzeug 10 zum Stillstand kommt oder geparkt wird. Die Feststellbremse 2 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine pneumatische Feststellbremse 2. In einem weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsbeispiel kann die Feststellbremse 2 auch eine elektro-pneumatische Feststellbremse sein. Die pneumatische Feststellbremse 2 umfasst mindestens einen pneumatischen Federspeicherbremszylinder (nicht dargestellt). Bremsbeläge (nicht dargestellt) des Nutzfahrzeugs 10 werden mittels Federkraft an die Bremsscheibe (nicht dargestellt) des Nutzfahrzeugs 10 gedrückt. Um die Feststellbremse 2 zu lösen, wird eine Druckkammer des pneumatischen Federspeicherbremszylinders mit Druckluft beaufschlagt. Der Druck in der Druckkammer wirkt der Federkraft entgegen. Übersteigt die resultierende Druckkraft die Federkraft, wird die Feder gestaucht und die Bremsbeläge lösen sich von der Bremsscheibe, sodass auch die pneumatische Feststellbremse 2 gelöst wird.
Neben der an sich bekannten Feststellbremse 2 weist das Nutzfahrzeug 10 eine Parksperre 3 zur Unterstützung der Feststellbremswirkung auf. Mittels der Parksperre 3 ist die Drehung der Starrachse 1 des Nutzfahrzeugs 10 mechanisch blockierbar. In der gezeigten Ausführungsform wird bei Aktivierung der pneumatischen Feststellbremse 2 immer auch die Parksperre 3 aktiviert. Die Parksperre 3 ist dabei in der gezeigten Ausführungsform elektrisch, über einen Schalter (nicht dargestellt) in der Fahrerkabine des Nutzfahrzeugs 10 betätigbar. Die Parksperre 3 ist ausgebildet, bei Aktivierung das Achsgetriebe 1.1 oder die Radantriebswellen 1.2 zur Drehverhinderung mechanisch zu blockieren. In 1 sind daher zwei mögliche Ausführungsformen der Parksperre dargestellt, weshalb die Parksperre zweimal in 1 schematisch dargestellt ist, einmal als Parksperre, die ausgebildet ist, unmittelbar die Radantriebswellen 1.2 zur Drehverhinderung mechanisch zu blockieren und einmal als Parksperre, die ausgebildet ist, unmittelbar das Achsgetriebe 1.1 zur Drehverhinderung mechanisch zu blockieren. Selbstverständlich können diese beiden Ausführungsformen auch kombiniert werden.
Bei Aktivierung der pneumatischen Feststellbremse 2 und der Parksperre 3 werden sowohl von der pneumatischen Feststellbremse 2 als auch von der Parksperre 3 Bremskräfte erzeugt. Die Bremskraft der pneumatischen Feststellbremse 2 und der Parksperre 3 addieren sich zu einer gesamten Bremskraft. Die gesamte Bremskraft ist dabei größer als diejenige Bremskraft, die benötigt wird, das Nutzfahrzeug vor einem Wegrollen zu sichern. Durch die Addition der Bremskräfte der pneumatischen Feststellbremse 2 und der Parksperre 3 kann die pneumatische Feststellbremse 2 kleiner dimensioniert werden. Auch ist es denkbar, die Parksperre 3 als Diebstahlsicherung oder als zur Feststellbremse 2 redundante Wegrollsicherung einzusetzen.
Die vorgeschlagene Lösung kann allgemein in Nutzfahrzeugen, insbesondere aber in Lastkraftwagen oder Omnibussen Anwendung finden, da insbesondere in letztgenannten meist besonders hohe Anforderungen hinsichtlich benötigter Bremswirkung und geforderter Betriebssicherheit gestellt werden.
Die 2 bis 9 zeigen die Parksperre 3 und teilweise deren Funktionsweise, gemäß verschiedener Ausführungsformen 5a, 5b, 5c und 5d.
In allen nachfolgenden Ausführungsformen 5a bis 5d umfasst das Achsgetriebe 1.1 ein Achsdifferential, das in an sich bekannter Weise ausgeführt sein kann. Die Parksperre ist jeweils im Bereich des Achsgetriebes angeordnet, was nachfolgend erläutert wird.
Gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform umfasst die Parksperre 5a ein Sperrrad 5.1, eine Sperrklinke 5.2 und einen Aktuator 5.3.
Das Sperrrad 5.1 weist am Außenumfang mehrere, regelmäßig über den Umfang verteilte Aussparungen 5.8 auf. In einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform kann das Sperrrad 5.1 jedoch auch weniger oder mehr Aussparungen 5.8 oder nur eine Aussparung 5.8 oder unregelmäßig über den Außenumfang verteilte Aussparungen 5.8 aufweisen.
Das Sperrrad 5.1 ist drehfest auf dem Achsdifferentialgehäuse 5.6 des Differentialgetriebes angeordnet, sodass eine relative Drehbewegung zwischen Sperrrad 5.1 und Achsdifferentialgehäuse 5.6 verhindert wird. Am Achsdifferentialgehäuse sind die Ausgleichskegelräder (nicht dargestellt) des Achsdifferentials gehaltert. Auf dem Achsdifferentialgehäuse 5.6 ist ferner ein leistungsübertragendes Kronenrad 5.5 angeordnet, an das die Antriebsleistung vom Motor und Getriebe übertragen wird.
Die Sperrklinke 5.2 ist um einen Bolzen 5.4 drehbar fahrzeugfest, vorzugsweise an einem Rahmen oder an einem Aufbau des Nutzfahrzeugs 10, gelagert. Die Sperrklinke 5.2 weist ferner eine Nase 5.9 auf. Die Nase 5.9 ist ausgebildet, formschlüssig in die Aussparung 5.8 des Sperrrad 5.1 eingreifen zu können.
Der Aktuator 5.3 ist in der gezeigten Ausführungsform als elektrischer, vorzugsweise elektromagnetischer, Hubkolbenmotor ausgebildet, mittels dem zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse 1 eine formschlüssige Verbindung zwischen Sperrrad 5.1 und Sperrklinke 5.2 herstellbar ist. Bei Aktivierung der Parksperre 5a wird ein Sperrriegel 5.10 des Hubkolbenmotors axial in Richtung der Sperrklinke 5.2 verschoben und drückt die verschwenkbar drehbar gelagerte Sperrklinke 5.2 in Richtung des Sperrrads 5.1 bis die Nase 5.9 der Sperrklinke 5.2 in die Aussparung 5.8 des Sperrrads 5.1 eingreift. In dieser Sperrstellung wird eine Rotation des Sperrrads 5.1, und damit des Achsdifferentialgehäuses 5.6 und damit mittelbar auch der Räder 4 unterbunden.
Die Parksperre 5a stellt in anderen Worten in der Sperrstellung eine Bremskraft bereit, die das Nutzfahrzeug 10 in bereits beschriebenen Weise z. B. vor dem Wegrollen sichern kann.
Zum Lösen der Parksperre 5a wird der Sperrriegel 5.10 des Hubkolbenmotors axial in Gegenrichtung, d. h. in Richtung des Hubkolbenmotors verschoben oder eingefahren. Die Nase 5.9 der Sperrklinke 5.2 wird nicht länger in die Aussparung 5.8 des Sperrrads 5.1 gedrückt und die formschlüssige Verbindung zwischen Sperrklinke 5.2 und Sperrrad 5.1 wird gelöst. Die Drehung der Starrachse 1 wird in der Folge nicht mehr länger blockiert. Das Nutzfahrzeug 10 ist durch die Parksperre 5a nicht mehr z. B. gegen ein Wegrollen gesichert.
3 zeigt einen weiteren Aspekt dieser Ausführungsform der Erfindung. In 3 links wurde die Parksperre 5a durch einen Fahrer des Nutzfahrzeugs 10 an einem Hang aktiviert. Jedoch stehen sich in der gezeigten Position des Sperrrads 5.1 die Nase 5.9 der Sperrklinke 5. 2 und eine Aussparung 5.8 des Sperrrads 5.1 nicht unmittelbar gegenüber, sodass ein Einrasten der Nase 5.8 in ein Aussparung 5.8 des Sperrrads 5.1 zunächst nicht möglich ist. Das Nutzfahrzeug 10 beginnt in der Folge zunächst hangabwärts zu rollen. Die Komponenten des Antriebsstrangs, und damit auch das Sperrrad 5.1, werden dadurch in eine Drehbewegung versetzt. Durch die Wahl relativ kleiner Abstände zwischen den Aussparungen 5.8 auf dem Sperrrad 5.1 kann das Nutzfahrzeug jedoch nur relativ kleine Geschwindigkeiten erreichen, bis sich eine Aussparung 5.8 und die Nase des Sperrrads 5.1 gegenüber stehen und die Nase 5.8 in die Aussparung 5.8 des Sperrrads 5.1 einrasten kann. Das Nutzfahrzeug 10 kommt in der Folge aufgrund der durch die Parksperre 5a aufgebrachten Bremskraft zum Stehen.
4 zeigt die Parksperre 5a gemäß dem bereits erläuterten Ausführungsbeispiel in gelöster Stellung. 5 zeigt die die Funktionsweise der Parksperre 5a gemäß dem bereits erläuterten Ausführungsbeispiel, wobei ergänzend die Positionierung des Achsdifferentiallagers 5.7 verdeutlicht ist.
6 zeigt eine Parksperre 5b eines Nutzfahrzeugs 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Parksperre 5b weist das bereits beschriebene Sperrrad 5.1 und den als Hubkolbenmotor ausgebildeten Aktuator 5.3 auf. Im Unterschied zur in 2 beschriebenen Ausführungsform weist die Parksperre 5b jedoch keine Sperrklinke 5.2 auf. Ferner ist mittels dem Aktuator 5.3 zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse 1 eine formschlüssige Verbindung zum Sperrrad 5.1 herstellbar. Bei Aktivierung der Parksperre 5b wird ein Sperrriegel 5.10 vom Hubkolbenmotor 5.3 axial in Richtung des Sperrrads 5.1 verschoben bis der Sperrriegel 5.10 formschlüssig in eine der Aussparungen 5.8 des Sperrrads 5.1 eingreift. Über eine fahrzeugfeste Lagerung des Hubkolbenmotors und den Formschluss zwischen Sperrriegel 5.10 des Hubkolbenmotors und drehfest auf dem Achsdifferentialgehäuse 5.6 angeordnetem Sperrrad 5.1 wird in der Sperrstellung (siehe auch 7) eine Drehung des Achsdifferentialgehäuses 5.6 blockiert. In dieser Sperrstellung stellt der Parksperre 5b also wiederrum eine Bremskraft bereit, die das Nutzfahrzeug 10 in bereits beschriebenen Weise z. B. vor dem Wegrollen sichern kann.
Zum Lösen der Parksperre 5b wird der Sperrriegel 5.10 des Hubkolbenmotors in die Gegenrichtung, d. h. in Richtung des Hubkolbenmotors verschoben oder eingefahren, sodass die formschlüssige Verbindung zum Sperrrad 5.1 gelöst wird.
Die in 8 gezeigte Ausführungsform 5c unterscheidet sich gegenüber der in 2 gezeigten Ausführungsform in der Anordnung des Sperrrads 5.1. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform ist das Sperrrad 5.1 drehfest auf der Radantriebswelle 1.2 nahe einem Achsdifferentiallager (nicht dargestellt) angeordnet. In 8 links zeigt die Parksperre 5c in der Sperrstellung. Auch die 8 rechts zeigt die Parksperre 5a in der Sperrstellung, wobei auf die Darstellung einer wesentlichen Komponenten zur besseren Verdeutlichung verzichtet wurde. In der Sperrstellung wird durch die Parksperre 5a in dieser Ausführungsform die Drehung der Radantriebswelle 1.2 unterbunden.
Die in 9 gezeigte Ausführungsform 5d unterscheidet sich gegenüber der in 6 gezeigten Ausführungsform ebenfalls in der Anordnung des Sperrrads 5.1. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausführungsform ist das Sperrrad 5.1 drehfest auf der Radantriebswelle 1.2 nahe einem Achsdifferentiallager (nicht dargestellt) angeordnet. 9 links und rechts zeigen die Parksperre 5b jeweils in der Sperrstellung. In der Sperrstellung wird durch die Parksperre 5b in dieser Ausführungsform die Drehung der Radantriebswelle 1.2 unterbunden.
Bezugszeichenliste

1: Starrachse
1.1: Achsgetriebe
1.2: Radantriebswelle
2: Feststellbremse
3, 5a, 5b, 5c, 5d: Parksperre
4: Rad
5.1: Sperrrad
5.2: Sperrklinke
5.3: Aktuator
5.4: Bolzen
5.5: leistungsübertragendes Kronenrad
5.6: Achsdifferentialgehäuse
5.7: Achsdifferentiallager
5.8: Aussparungen
5.9: Nase
5.10: Sperrriegel
10: Nutzfahrzeug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10324723 B4 [0003]

Claims

Nutzfahrzeug (10), umfassend: eine Starrachse (1), aufweisend ein Achsgetriebe (1.1) und mindestens eine Radantriebswelle (1.2); eine Feststellbremse (2); und eine Parksperre (3; 5a; 5b), mittels welcher eine Drehung der Starrachse (1) des Nutzfahrzeuges (10) mechanisch blockierbar ist.
Nutzfahrzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperre (3; 5a; 5b) ausgebildet ist, bei Aktivierung das Achsgetriebe (1.1), beispielsweise ein Achsdifferential, zur Drehverhinderung mechanisch zu blockieren.
Nutzfahrzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperre (3; 5a; 5b) ausgebildet ist, bei Aktivierung die mindestens eine Radantriebswelle (1.2) zur Drehverhinderung mechanisch zu blockieren.
Nutzfahrzeug (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperre (3; 5a; 5b) zur Aktivierung und Deaktivierung elektrisch betätigbar ist.
Nutzfahrzeug (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellbremse (2) a) eine pneumatische oder elektropneumatische Feststellbremse (2) ist, umfassend mindestens einen pneumatischen Federspeicherbremszylinder; und/oder b) ausgebildet ist, eine Drehung zumindest eines Rades (4) des Nutzfahrzeugs (10) am Rad (4) selbst zu unterbinden, um eine Rollbewegung des Rades (4) und damit ein Wegrollen des Nutzfahrzeugs (10) zu vermeiden.
Nutzfahrzeug (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Aktivierung der Feststellbremse (2) immer auch die Parksperre (3; 5a; 5b) aktiviert wird, so dass sich die Bremskräfte addieren.
Nutzfahrzeug (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperre (3; 5a; 5b) zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse (1) umfasst: - eine drehfest am Achsgetriebe oder einer Radantriebswelle befestigte Verriegelungsaufnahme (5.1); - einen Sperrriegel (5.10), Riegelgestänge oder Sperrklinke (5.2), und - einen Aktuator (5.3), mittels dem zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse (1) eine formschlüssige Verbindung zwischen der Verriegelungsaufnahme (5.1) und dem Sperrriegel (5.10), dem Riegelgestänge oder der Sperrklinke (5.2) herstellbar ist.
Nutzfahrzeug (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsgetriebe (1.1) ein Differentialgetriebe umfasst.
Nutzfahrzeug (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperre (5a) zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse (1) umfasst: - ein an einem Differentialgehäuse (5.6) des Differentialgetriebes (1.1) drehfest angeordnetes Sperrrad (5.1); - eine verschwenkbare Sperrklinke (5.2); und - einen Aktuator (5.3) zur Betätigung der Sperrklinke, mittels dem zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse (1) eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Sperrrad (5.1) und der Sperrklinke (5.2) herstellbar ist.
Nutzfahrzeug (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperre (5b) zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse (1) umfasst: - ein an einem Differentialgehäuse (5.6) des Differentialgetriebes drehfest angeordnetes Sperrrad (5.1); - einen verschiebbaren Sperrriegel (5.10), - einen Aktuator (5.3) zur Betätigung des Sperrriegels (5.10), mittels dem zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse (1) eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Sperrrad (5.1) und dem Sperrriegel (5.10) herstellbar ist.
Nutzfahrzeug (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperre (5c) zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse (1) umfasst: - ein an der Radantriebswelle (1.2) drehfest angeordnetes Sperrrad (5.1); - eine verschwenkbare Sperrklinke (5.2); und - einen Aktuator (5.3) zur Betätigung der Sperrklinke, mittels dem zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse (1) eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Sperrrad (5.1) und der Sperrklinke (5.2) herstellbar ist.
Nutzfahrzeug (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperre (5d) zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse (1) umfasst: - ein an der Radantriebswelle (1.2) drehfest angeordnetes Sperrrad (5.1); - einen verschiebbaren Sperrriegel (5.10), - einen Aktuator (5.3) zur Betätigung des Sperrriegels (5.10), mittels dem zur mechanischen Blockierung der Drehung der Starrachse (1) eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Sperrrad (5.1) und dem Sperrriegel (5.10) herstellbar ist.
Nutzfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (5.3) als ein elektro-mechanischer, elektro-pneumatischer oder elektro-hydraulischer Aktuator, vorzugsweise Motor, weiter vorzugsweise Hubkolbenmotor, ausgebildet ist.
Nutzfahrzeug (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzfahrzeug (10) ein Lastkraftwagen oder Omnibus ist.