DE19755933C1 - Feststellbremse für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Feststellbremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine derartige Feststellbremsanlage ist bereits aus der EP 0 710 595 A1 bekannt.

Diese bekannte Feststellbremsanlage besitzt eine Stelleinheit, die mittels eines motorischen Antriebes zum Anziehen oder Lösen wenigstens eines Betätigungszuges einer Bremseinrichtung des Fahrzeuges betätigbar ist. Der Antrieb steht mit einem um eine Längsachse drehbar und bzgl. der Längsachse unverschiebbar gelagerten Bauteil in Antriebsverbindung, während das Bauteil selbst mit einer in Richtung der Längsachse verschiebbar angeordneten Teleskopvorrichtung drehfest gekoppelt ist. Die axiale Länge der Teleskopvorrichtung ist in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Bauteils vergrößerbar oder verringerbar. An jedem axialen Ende der Teleskopvorrichtung ist jeweils ein Betätigungszug angekoppelt, wobei die Betätigungszüge mit jeweils einer Bremse der Bremseinrichtung in Verbindung stehen.

Die Teleskopvorrichtung der bekannten Feststellbremsanlage zeichnet sich dadurch aus, daß durch den Antrieb zwei Gewindestangen mit gegenläufiger Gewindesteigung in Drehung versetzt werden, wobei die Gewindestangen mit den Innengewinden von entsprechenden, drehfest gelagerten Hülsen in Eingriff stehen. Ein Verdrehen der beiden Gewindestangen führt somit zu einer axialen Verschiebung der entsprechenden Hülsen bzw. der Betätigungszüge. Diese bekannte Feststellbremsanlage ist im Hinblick auf den konstruktiven Aufbau recht kompliziert ausgebildet und weist eine Vielzahl von Teilen auf.

Aus der DE 42 05 590 A1 ist bereits eine weitere Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem fußbetätigten Bremspedal bekannt.

Dabei ist eine zusätzliche Stelleinheit mit einem motorischen Antrieb vorgesehen, die über eine Kopplungsvorrichtung direkt auf das Bremspedal wirkt. Durch Drücken eines Tasters, der sich bspw. im Bediengriff des Fahrzeuggetriebes befindet, wird die Drehrichtung des Elektromotors der Stelleinheit jeweils umgekehrt, so daß das Bremspedal elektromotorisch nach unten verschwenkt bzw. wieder nach oben freigegeben wird. Die mechanische Arretierung des Bremspedals erfolgt über das selbsthemmend ausgelegte Getriebe der Stelleinheit.

Die Feststellbremsanlage weist eine elektronische Steuerungseinrichtung auf, mit der der Betriebsstrom des Elektromotors erfaßt und damit eine Aussage über den Drehwinkel des Getriebestirnrades und damit über die Bremskraft und den momentanen Hub des Bremsseilweges gewonnen werden kann.

Problematisch bei dieser bekannten Feststellbremsanlage kann jedoch der Ausfall des motorischen Antriebes sein. Sofern mittels der Feststellbremsanlage mehrere Bremsen des Fahrzeuges betätigt werden sollen besteht ein weiteres Problem darin, daß ein ungleichmäßiges Anziehen der Betätigungszüge aufgrund von bspw. unterschiedlichem Verschleiß der Bremsen auftreten kann.

Aus der unveröffentlichten Patentanmeldung 197 28 135.4 der Anmelderin, die zur DE 198 29 514 A1 geführt hat, ist weiterhin eine Feststellbremsanlage bekannt, die mit zwei motorischen Antrieben ausgestattet ist, so daß bei einer Störung eines Antriebes weiterhin die volle Funktionsfähigkeit der Feststellbremsanlage gegeben ist.

Allerdings stellt diese Maßnahme einen erheblichen technischen Aufwand dar.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Feststellbremsanlage mit den eingangs genannten Merkmalen dahingehend weiterzubilden, daß ein technisch unkomplizierter, vereinfachter Aufbau gegeben ist. Nach einem Nebenaspekt soll die Feststellbremsanlage im Fehlerfall, bspw. bei Ausfall des motorischen Antriebes, mechanisch lösbar sein.

Die Aufgabe der Erfindung wird bei der Feststellbremsanlage mit den eingangs genannten Merkmalen durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Teleskopvorrichtung ist durch die, vorzugsweise als Keilwelle ausgebildete, Hohlwelle und eine einzige in der Hohlwelle drehbar gelagerte Spindel, Gewindestange o. dgl. gebildet. Dadurch, daß die Hohlwelle als Keilwelle ausgebildet ist und das Zahnrad eine entsprechende Keilnabe aufweist, kann die Hohlwelle bzgl. des Zahnrades in Richtung der Längsachse frei verschoben werden, wobei dennoch eine drehfeste Kopplung zwischen dem Zahnrad und der Welle gegeben ist. Hierdurch wird der konstruktive Aufbau vereinfacht bzw. die Zahl der erforderlichen Teile reduziert.

Dadurch, daß die Teleskopvorrichtung bzw. die Hohlweile und Spindel axial verschiebbar an dem Bauteil bzw. schwimmend in einem Gehäuse der Feststellbremsanlage gelagert ist, findet eine Ausgleichswirkung zwischen den beiden Betätigungszügen für die beiden Bremsen statt, so daß eine gleichmäßige Bremswirkung der beiden Bremsen gewährleistet ist. Darüberhinaus steht die gesamte Feststellbremsanlage nicht unter einer einseitigen Kraftwirkung, wodurch zusätzlich hohe mechanische Belastungen der Feststellbremsanlage vermieden sind. Auf das Gehäuse der Feststellbremsanlage wirkt ggf. lediglich eine Differenzkraft zwischen den Anlenkpunkten der Bremszüge, da die gesamte Teleskopvorrichtung schwimmend in dem Gehäuse der Feststellbremsanlage gelagert ist.

Das Bauteil ist bevorzugt als Zahnrad mit einer axialen Keilnabe ausgebildet. Dabei wird das Zahnrad von dem insbesondere als Elektromotor ausgebildeten motorischen Antrieb über ein Getriebe in Drehung versetzt.

Die Welle weist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine axiale, mit einem Innengewinde ausgestatete Bohrung auf, die eine Spindel, Gewindestange o. dgl. mit einem Außengewinde aufnimmt. Die Innenzüge der beiden Betätigungszüge sind dann jeweils an einem freien Ende der Welle und der Spindel mittelbar oder unmittelbar befestigt.

Dadurch, daß in die Teleskopvorrichtung ein Kraftsensor integriert ist, der an eine Steuerung der Stelleinheit angeschlossen ist, besteht die Möglichkeit, unzulässige Betriebszustände der Feststellbremsanlage zu detektieren und ggf. den motorischen Antrieb abzuschalten.

Nach einem besonders vorteilhaften, eigenständigen Aspekt ist in die Teleskopvorrichtung eine Löseeinrichtung integriert, mit der die mechanische Verbindung der axialen Enden der Teleskopeinrichtung lösbar ist. Bspw. im Falle eines Ausfalles des motorischen Antriebes können die angezogenen Bremsen dadurch gelöst werden, daß die Löseeinrichtung bspw. mittels eines Betätigungszuges o. dgl. durch den Lenker des Fahrzeuges betätigt und dadurch die mechanische Verbindung der axialen Enden der Teleskopvorrichtung gelöst wird. Infolge der auf die Betätigungszüge wirkenden Federkräfte der Bremsen kommt es dann zu einem Öffnen der Bremsen, so daß die Feststellbremse auch ohne Inbetriebnahme des motorischen Antriebes bzw. bei Ausfall desselben gelöst werden kann.

Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Löseeinrichtung eine mit einem Bolzen, Zapfen o. dgl. zusammenwirkende bzw. in eine Aufnahme eintauchende, insbesondere in der Verriegelungsstellung vorgespannte Sperrklinke aufweist. Befindet sich die Sperrklinke in Verriegelungsstellung, kann die gesamte Teleskopvorrichtung als mechanisch starre Einheit betrachtet werden, wobei der Abstand der freien Enden der Teleskopvorrichtung lediglich durch die Relativposition von Welle und Spindel bestimmt wird. Wird jedoch die Sperrklinke aus der Verriegelungsstellung in eine Entriegelungsstellung überführt, ist diese starre Verbindung der freien Enden der Teleskopvorrichtung aufgehoben, so daß die Teleskopvorrichtung sich unabhängig von einer Betätigung des motorischen Antriebes aufgrund der auf die Teleskopvorrichtung wirkenden Federkräfte der Bremsen selbsttätig längen kann, wodurch die Bremsen des Fahrzeuges gelöst werden.

Von Vorteil ist die Sperrklinke mittels eines Betätigungszuges in die Entriegelungsstellung überführbar. Dabei wird dieser Betätigungszug bevorzugt von dem Lenker des Fahrzeuges im Falle eines Ausfalls des motorischen Antriebes betätigt.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die beiden freien axialen Enden der Teleskopvorrichtung mit jeweils einem Innenzug der Betätigungszüge verbunden sind und die Außenmäntel der Betätigungszüge in endseitigen axialen Aufnahmen eines Gehäuses der Feststellbremsanlage aufgenommen sind.

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Ansicht einen Personenkraftwagen mit einem Einbau der erfindungsgemäßen Feststellbremsanlage,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Feststellbremsanlage mit teilweise nicht dargestelltem Gehäuse, wobei die Betätigungszüge gelöst sind,

Fig. 2a die Löseeinrichtung der Fig. 2 im verriegelten Zustand,

Fig. 3 die Feststellbremsanlage der Fig. 2, wobei die Betätigungszüge und damit die Bremsen durch Verkürzung der Teleskopeinrichtung angezogen sind,

Fig. 3a die Löseeinrichtung im verriegelten Zustand,

Fig. 4 die Feststellbremsanlage der Fig. 3, wobei der Entriegelungshebel für die Löseeinrichtung betätigt wird,

Fig. 4a die Löseeinrichtung während des Entriegelungsvorganges,

Fig. 5 die Feststellbremsanlage der Fig. 4 mit entriegelter Löseeinrichtung und

Fig. 5a die Löseeinrichtung im völlig entriegelten Zustand.

In Fig. 1 ist der Einbauort der Feststellbremsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Personenkraftwagen 8 näher dargestellt. Die Stelleinheit 9 ist im Bereich der Hinterachse des Personenkraftwagens 8 befestigt, wobei die beiden Betätigungszüge 18, 19 zur Betätigung der beiden Bremsen der Bremseinrichtung 7 der Hinterräder dienen.

In Fig. 2 ist die Stelleinheit 9 im Detail und bei gelöster Feststellbremse dargestellt. Die Stelleinheit 9 weist ein Gehäuse 11 auf, in dem neben einem motorischen Antrieb 10 und einem Getriebe 12 ein als Zahnrad 13 ausgebildetes Bauteil 5 angeordnet ist. Das Zahnrad 13 besitzt eine Keilnabe 14 und ist in dem Gehäuse 11 um eine Längsachse 6 drehbar aber bzgl. der Längsachse 6 unverschiebbar gelagert. Das Bauteil 5 wirkt mit einer Teleskopvorrichtung 4, die ein erstes axiales Ende 2 und ein zweites axiales Ende 3 aufweist, zusammen. Wird das Bauteil 5 durch den motorischen Antrieb 10 in Drehung versetzt, dreht sich die Teleskopvorrichtung 4 mit, da diese drehfest mit dem Bauteil 5 gekoppelt ist. Allerdings ist die Teleskopvorrichtung 4 bzgl. der Längsachse 6 verschieblich in dem Bauteil 5 gelagert. Die Teleskopvorrichtung 4 wird durch eine Keilwelle 15 und eine Spindel 20 gebildet. Hierzu ist die Keilwelle 15 als Hohlwelle mit einem Innengewinde ausgebildet, welches mit der Spindel 20 zusammenwirkt. Das freie axiale Ende 3 der Keilwelle 15 weist ein Lager 16 mit einer Verdrehsicherung 17 für einen Innenzug 21 eines Betätigungszuges 18 für die erste Bremse auf. Bei einer Verdrehung des Zahnrades 13 und dem damit einhergehenden Verdrehen der Keilwelle 15 um die Längsachse 6 schraubt sich die Spindel 20 je nach Drehrichtung entweder in die Keilwelle 15 hinein oder aus ihr heraus. An dem gegenüberliegenden freien axialen Ende 2 der Spindel 20 ist der weitere Innenzug 22 des zweiten Betätigungszuges 19 befestigt. Bei Betätigung des motorischen Antriebes 10 und Verdrehen des Zahnrades 13 kommt es somit je nach Drehrichtung zu einer teleskopartigen Verkürzung bzw. Verlängerung der Teleskopvorrichtung 4, insbesondere der Spindel 20 und der Keilwelle 15, mit der Folge eines Schließens oder Öffnens der beiden Bremsen über die Innenzüge 21 und 22. Die beiden freien axialen Enden 2 und 3 der Teleskopvorrichtung 4 sind somit jeweils mit einem der Innenzüge 21, 22 der Betätigungszüge 18, 19 verbunden. Die Außenmäntel dieser Betätigungszüge 18, 19 sind in endseitigen axialen Aufnahmen 34, 35 des Gehäuses 11 der Feststellbremsanlage aufgenommen.

Wesentlich für die Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels ist die Maßnahme, daß die Teleskopvorrichtung 4 bzw. die Keilwelle 15 in der Aufnahme des Bauteils 5, insbesondere der Keilnabe 14 des Zahnrades, 13 axial frei verschiebbar aufgenommen ist. Hierdurch ist die Teleskopvorrichtung 4 innerhalb des Gehäuses 11 schwimmend gelagert. Durch diese Ausgleichswirkung wird zum einen eine gleichmäßige Beaufschlagung der beiden Bremsen gewährleistet, zum anderen wird das Gehäuse 11 der Feststellbremsanlage nicht mit der gesamten, auf die Bremsbacken wirkenden Kraft beaufschlagt, sondern allenfalls mit einer ggf. vorhandenen Differenzkraft zwischen den Betätigungskräften der beiden Bremsen.

In Fig. 3 ist die Feststellbremsanlage der Fig. 2 mit nun verkürzter Teleskopvorrichtung 4 dargestellt, wobei die Bremsen in den geschlossenen bzw. angezogenen Zustand überführt sind. Deutlich ist erkennbar, daß die Keilwelle 15 bzw. die Teleskopvorrichtung 4 in Bezug auf das Bauteil 5 bzw. Zahnrad 13 eine andere axiale Positionierung einnimmt. Dies ist bspw. auf unterschiedlichen Verschleiß der beiden zu betätigenden Bremsen bzw. eine Kompensation von Längenunterschieden bei den Innenzügen 21, 22 zurückzuführen.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, ist in die Teleskopvorrichtung 4 ein Kraftsensor 23 integriert. Diese alternative Maßnahme hat den Vorteil, daß im Falle des Auftretens sehr hoher Zugkräfte, die einen bestimmten zulässigen Grenzwert überschreiten, mittels des Kraftsensors bspw. die Stelleinheit 9 oder der motorische Antrieb 10 abgeschaltet werden kann, um eine Beschädigung der Bremsen bzw. der Betätigungszüge 18, 19 zu vermeiden.

Nach einer besonders vorteilhaften, eigenständigen Ausgestaltung der Erfindung ist in die Teleskopvorrichtung 4 eine Löseeinrichtung 24 integriert. Diese bevorzugt mechanisch betätigbare Löseeinrichtung 24 dient dazu, im Falle einer Störung, bspw. eines Ausfalls des motorischen Antriebes 10 und angezogener Feststellbremse die mechanische Verbindung der axialen Enden 2 und 3 der Teleskopeinrichtung 4 voneinander zu lösen. Wie den Figuren zu entnehmen ist, besteht diese Löseeinrichtung 24 aus einer Sperrklinke 25, die von einem federbelasteten Entriegelungshebel 26 betätigbar ist. Bei Betätigung des Entriegelungshebels 26 wird die feste mechanische Verbindung zwischen den freien axialen Enden 2 und 3 der Teleskopvorrichtung 4 gelöst. Die Löseeinrichtung 24 ist mittels der Feder 27 in der Verrieglungsstellung gehalten. Eine Entriegelung kann durch Betätigung des Betätigungszuges 29 erreicht werden, wodurch der Entriegelungshebel 26 in eine Entriegelungsstellung verschwenkt wird. Dieser Zustand ist der Fig. 4, 4a zu entnehmen. Insbesondere aus Fig. 4a ist ersichtlich, daß in dem Entriegelungszustand die Sperrklinke 25 nicht mehr in die Aufnahme 33 des Bolzens 30 eintaucht, welcher im vorliegenden Ausführungsbeispiel am Kraftsensor 23 angeordnet ist. Natürlich besteht auch die Möglichkeit, den Innenzug 22 unmittelbar an dem Bolzen 30 anzulenken. Um den Betätigungszug 29 für die Löseeinrichtung 24 auf Spannung zu halten, ist das Ende des Betätigungszuges 29 mittels einer Feder 28 am Gehäuse 11 der Feststellbremsanlage angelenkt. Über eine Umlenkung 31 ist dieser Betätigungszug 29 aus dem Gehäuse 11 heraus geführt.

Im Falle einer Fehlbedienung der mechanischen Entriegelung ist es in einfacher Weise möglich, die Feststellbremsanlage wieder gangbar zu machen. Hierfür wird der motorische Antrieb 10 in Betrieb gesetzt, so daß sich das freie Ende der Keilwelle 15 an dem Gehäuse 11 abstützt und die Gewindespindel 20 in Richtung des Bolzens verschoben wird, bis die Sperrklinke 25 in die Aufnahme 33 des Bolzens 30 einschnappt.

Claims (8)

1. Feststellbremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen (8), mit einer einen motorischen Antrieb (10) aufweisenden Stelleinheit (9) zum Anziehen oder Lösen wenigstens eines Betätigungszuges (18; 19) einer Bremseinrichtung (7) des Fahrzeuges, wobei der Antrieb (10) mit einem um eine Längsachse (6) drehbar und bzgl. der Längsachse (6) unverschiebbar gelagerten Bauteil (5) in Antriebsverbindung steht, das Bauteil (5) mit einer in Richtung der Längsachse (6) verschiebbar angeordneten Teleskopvorrichtung (4) drehfest gekoppelt ist, die axiale Länge der Teleskopvorrichtung (4) in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Bauteils (5) vergrößert oder verringert wird und jedes axiale Ende (2; 3) der Teleskopvorrichtung (4) jeweils mit einem Betätigungszug (18; 19) für eine Bremse der Bremseinrichtung (7) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskopvorrichtung (4) durch eine, vorzugsweise als Keilwelle (15) ausgebildete, in Richtung der Längsachse (6) verschiebbare Hohlwelle und eine einzige in der Hohlwelle drehbar gelagerte Spindel (20), Gewindestange o. dgl. gebildet ist.

2. Feststellbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (5) Zahnrad (13) mit axialer Keilnabe (14) o. dgl. ausgebildet ist.

3. Feststellbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle eine axiale, mit Innengewinde ausgestattete Bohrung aufweist, die die Spindel (20), Gewindestange o. dgl. mit einem Außengewinde aufnimmt.

4. Feststellbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Teleskopvorrichtung (4) ein Kraftsensor (23) integriert ist, der an eine Steuerung der Stelleinheit (9) angeschlossen ist.

5. Feststellbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Teleskopvorrichtung (4) eine Löseeinrichtung (24) integriert ist, mit der die mechanische Verbindung der axialen Enden (2; 3) der Teleskopeinrichtung lösbar ist.

6. Feststellbremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Löseeinrichtung (24) eine mit einem Bolzen (30), Zapfen o. dgl. zusammenwirkende bzw. in eine Aufnahme (33) eingreifende, insbesondere in der Verriegelungsstellung vorgespannte Sperrklinke (25) aufweist.

7. Feststellbremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (25) mittels eines Betätigungszuges (29) in die Entriegelungsstellung überführbar ist.

8. Feststellbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die freien axialen Enden (2; 3 der Teleskopvorrichtung (4) mit jeweils einem Innenzug (21; 22) der Betätigungszüge (18; 19) verbunden sind und die Außenmäntel der Betätigungszüge (18; 19) in endseitige axiale Aufnahmen (34; 35) eines Gehäuses (11) der Feststellbremsanlage aufgenommen sind.