DE202006010199U1

DE202006010199U1 - Bremseinrichtung für einen Fahrzeuganhänger

Info

Publication number: DE202006010199U1
Application number: DE200620010199
Authority: DE
Original assignee: LUBS WOLFGANG
Current assignee: LUBS WOLFGANG
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2016-07-01

Abstract

Aktuator für eine Bremseinrichtung (1) umfassend einen Elektromotor (27), eine Seiltrommel (29) und ein Seil (31).

Description

Aus der DE 296 07 092 und der DE 20 2004 006 324 sind Bremseinrichtungen für Anhänger von Kraftfahrzeugen mit einem Steuergerät, einem Aktuator und mit mindestens einem Sensor zur Erfassung von Schleuderbewegungen des Anhängers bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Bremseinrichtung so weiterzuentwickeln, dass deren Montage an einem Anhänger vereinfacht wird. Gleichzeitig sollen die Produktionskosten verringert und die Zuverlässigkeit erhöht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Aktuator als Elektromotor ausgebildet ist, der über eine Seiltrommel und ein Seil bei Bedarf die Bremseinrichtung des Anhängers betätigt.
Der erfindungsgemäße Aktuator ist sehr einfach im Aufbau und kann, da Elektromotoren in größten Stückzahlen hergestellt werden, sehr kostengünstig eingekauft werden. Außerdem kann ein Elektromotor auf einfache Weise so angesteuert, dass ein Überlastschutz sowohl für den Elektromotor als auch für die Bremsen des Anhängers gewährleistet ist. Eine Justierung der Bremseinrichtung nach dem Anbau an einem Anhänger ist nicht erforderlich, da die Fertigungstoleranzen und der Verschleiß der Brems durch das Seil ausgeglichen werden.
Der erfindungsgemäße Aktuator und die erfindungsgemäße Bremseinrichtung können bei allen handelsüblichen Bremsanlagen, wie zum Beispiel mechanischen, hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Bremsanlagen eingesetzt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung steuert das Steuergerät beim Auftreten eines instabilen Fahrzustands des Anhängers den Aktuator an und betätigt der solcherart angesteuerte Aktuator eine Bremsanlage des Anhängers. Dadurch wird das Gespann, bestehend aus einem Zugfahrzeug und dem Anhänger, stabilisiert, da der Anhänger so abgebremst wird, dass das Gespann „gestreckt" wird und eine Schleuderbewegung des Anhängers gedämpft oder sogar vollständig eliminiert wird.
Die erfindungsgemäße Bremseinrichtung ist ganz besonders vorteilhaft bei Anhängern mit Auflaufbremsen einsetzbar, da die mechanischen Bremsanlagen dieser Anhänger in der Regel mit Hilfe einer Zugstange und je einem von der Zugstange betätigten Bowdenzug aktivierbar sind. In diesem Fall kann der Aktuator der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung beim Auftreten eines instabilen Fahrzustands die Zugstange des Anhängers betätigen, so dass die ohnehin vorhandene Auflauf-Bremsanlage auch für die Zwecke der Stabilisierung des Gespanns nutzbar ist. Gleichzeitig ist gewährleistet, dass die Bremsanlage des Anhängers durch die erfindungsgemäße Bremseinrichtung in ihrer Funktion nicht beeinträchtigt wird.
Bei vielen Anhängern mit Auflaufbremse ist die Zugstange und die Bowdenzüge über eine Wippe miteinander gekoppelt. Bei diesen Anhängern ist es besonders vorteilhaft, wenn der Aktuator die Wippe betätigt, da damit gewährleistet wird, dass die Bremsen auf beiden Seiten des Anhängers gleichmäßig betätigt werden, wenn ein instabiler Fahrzustand auftritt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Schutzansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Schutzansprüchen beschriebenen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Es zeigen:
1 eine Ansicht von oben auf ein Fahrgestell eines mit einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung ausgerüsteten Anhängers;
2 ein vergrößertes Detail aus 1 und
3 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung gemäß 1.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 ist ein Chassis eines Anhängers von oben ohne einen Aufbau dargestellt. Das Chassis besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Zugmaul 1, einer V-förmigen Deichsel 3 und einer Achse 5. An der Achse 5 sind zwei Bremsen 7 befestigt. Die Räder, welche im Fahrbetrieb des Anhängers an den Bremsen 7 beziehungsweise den Radnaben (ohne Bezugszeichen) befestigt sind, sind in 1 nicht dargestellt. Die Bremsen 7 werden mit je einem Bowdenzug 9 betätigt. Die Bowdenzüge 9 wiederum sind über eine Wippe 11 mit einer Zugstange 13 gekoppelt.
Wenn im Fahrbetrieb das nicht dargestellte Zugfahrzeug gebremst wird, läuft der Anhänger aufgrund seiner Massenträgheit auf das Zugfahrzeug auf. Infolgedessen schiebt sich das Zugmaul 1 in Richtung der Achse 5 und betätigt auf diese Weise die Zugstange 13. Die Zugstange 13 wiederum betätigt über die Wippe 11 die Bowdenzüge 9 und somit die Bremsen 7. Diese Funktionsweise einer Auflaufbremse ist seit langem bekannt und wir daher nicht näher erläutert.
Im Zusammenhang mit der Erfindung soll jedoch darauf hingewiesen werden, dass das Zugmaul 1 und die Zugstange 13 so miteinander gekoppelt sind, dass sich die Zugstange 13 in Richtung des Zugmauls 1 bewegt, wenn die Bremsen 7 betätigt werden. Diese Bewegung ist in 1 durch einen Pfeil 15 angedeutet.
An der Achse 5 ist eine in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 17 versehene erfindungsgemäße Bremseinrichtung angebaut, die nachfolgend in Zusammenhang mit den 2 und 3 im Detail erläutert wird.
Die Bremseinrichtung 17 besteht im Wesentlichen aus einer Konsole 19, die an der Achse 5 durch Bügelschrauben 21 befestigt ist. Auf und an dieser Konsole 19 sind ein Steuergerät 23 und ein erfindungsgemäßer Aktuator 25 befestigt. In das Steuergerät 23 ist ein Sensor, insbesondere ein Beschleunigungs- und/oder ein Gierratensensor, integriert mit dessen Hilfe das Auftreten von Schlinger- oder Schleuderbewegungen des Anhängers detektierbar ist. Alternativ kann der Sensor auch außerhalb des Steuergeräts 23 zum Beispiel am Ende des Anhängers montiert und über nicht dargestellte Signalleitungen mit dem Steuergerät 23 verbunden werden.
Zusätzlich kann ein Gehäuse (nicht dargestellt) vorgesehen werden, um die Bremseinrichtung vor äußeren Einflüssen, wie Regen, Schnee, Schmutz oder mechanischen Belastungen, zu schützen.
Der erfindungsgemäße Aktuator 25 umfasst einen Elektromotor 27, der mit Bügelschrauben 21 an der Konsole 19 befestigt ist.
An einer Welle (ohne Bezugszeichen) des Elektromotors 27 ist eine Seiltrommel 29 befestigt. Auf dieser Seiltrommel 29 ist ein Seil 31, insbesondere ein Stahlseil aus rostfreiem Stahl, aufgewickelt. Ein Ende des Stahlseils 31 ist mittels eines Klemmverbinders 33 an der Zugstange 13 der Auflaufbremse befestigt.
Wenn der Elektromotor 27 von dem Steuergerät 23 angesteuert wird, wickelt er das Seil 31 auf die Seiltrommel 29 auf und übt dadurch eine Zugkraft in Richtung des Pfeils 15 auf die Zugstange 13 aus. Die daraus resultierende Bewegung der Zugstange 13 wird auf die Wippe 11 der Auflaufbremse des Anhängers übertragen und in Folge dessen werden die Bremsen 7 des Anhängers betätigt. Diese Betätigung der Bremsen 7 erfolgt unabhängig davon, ob das Zugfahrzeug bremst oder nicht. Wenn die Bestromung des Elektromotors 27 unterbrochen wird, lösen sich die Bremsen 7 ohne weiteres Zutun. Bei Bedarf kann eine zusätzliche Rückholfeder (nicht dargestellt) vorgesehen sein, welche das Öffnen der Bremsen 7 unterstützt.
Die Bremsanlage des Anhängers wird mittels der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung 17 immer dann aktiviert, wenn das Steuergerät 23 einen instabilen Fahrzustand des Anhängers oder des Gespanns ermittelt. Zu diesem Zweck ist der oben bereits erwähnte Sensor (nicht dargestellt) vorgesehen. Der Sensor kann zum Beispiel ein Beschleunigungssensor sein, welcher die Querbeschleunigungen des Anhängers ermittelt. Die Ausgangssignale des Sensors werden über nicht dargestellte Signalleitungen an das Steuergerät 23 übertragen, wenn der Sensor nicht in das Steuergerät 23 integriert ist.
Alternativ können auch ESP-Signale eines Zugfahrzeugs (nicht dargestellt) an das Steuergerät 23 übertragen werden.
Das Steuergerät 23 ermittelt in Abhängigkeit der Ausgangssignale des Sensors und/oder der ESP-Signale, ob ein instabiler Fahrzustand vorliegt. Wenn ein solcher instabiler Fahrzustand, insbesondere eine Schleuderbewegung des Anhängers, vom Steuergerät 23 detektiert oder durch die der ESP-Signale angezeigt wird, steuert das Steuergerät 23 den Elektromotor 27 so an, dass der Aktuator 25 die Bremsen 7 des Anhängers über die Druckstange 31, die Wippe 11 und die Bowdenzüge 9 betätigt. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass das Steuergerät 23 nach dem Erkennen eines instabilen Zustands entsprechende Signale an das ESP des Fahrzeugs übermittelt.
Sobald die Schleuderbewegung des Anhängers abgeklungen ist oder die Bremsen 7 zu überhitzen drohen, steuert das Steuergerät 23 den Elektromotor 27 so an, dass die Bremsen 7 wieder deaktiviert werden. Dies kann dadurch erfolgen, dass der Elektromotor 27 stromlos geschaltet wird oder durch eine kurzzeitige Drehrichtungsumkehr des Elektromotors 27.
Um ein Überhitzen der Bremsen 7 zu vermeiden, können an den Bremsen 7 Temperaturfühler (nicht dargestellt) vorgesehen werden, die über ebenfalls nicht dargestellte Signalleitungen mit dem Steuergerät 23 verbunden sind.
Die Seiltrommel 29 und die Welle des Elektromotors 27 können direkt oder über eine mechanische Überlastkupplung (nicht dargestellt in 2) miteinander gekoppelt werden.
Falls die Welle des Elektromotors 27 und die Seiltrommel 29 direkt miteinander verbunden sind, empfiehlt es sich, einen elektrischen Überlastschutz für den Elektromotor und/oder die Bremsen 7 des Anhängers zu realisieren. Dieser Überlastschutz kann entweder mit Hilfe des Steuergeräts 23 oder durch ein separates Bauteil realisiert werden.
In beiden Fällen kann der Überlastschutz durch die Begrenzung des Stroms, der durch den Elektromotor 27 fließt, realisiert werden. Durch die Begrenzung des Stroms auf einen vorgegebenen Wert können die thermische Belastung des Elektromotors 27a der Strom und das Anzugsmoment des Elektromotors 27 begrenzt werden.
Des Weiteren ist es möglich, die Überhitzung des Elektromotors 27 und/oder der Bremsen 7 dadurch zu verhindern, dass nach Ablauf einer bestimmten Zeit nach dem Ansteuern des Elektromotors 27 oder beim Auftreten einer bestimmten Erwärmung an einem Überlastschalter (nicht dargestellt) die Stromzufuhr zu dem Elektromotor 27 unterbrochen wird und somit die Bremsen 7 wieder geöffnet werden.
Alternativ oder ergänzend zu dieser Ansteuerung des Elektromotors 27 kann zwischen Elektromotor 27 und Seiltrommel 29 eine mechanische Rutsch- und/oder Überlastkupplung vorgesehen sein. Auch dadurch wird das Drehmoment, welches der Elektromotor 27 auf die Seiltrommel 29 ausübt und damit auch die Bremskraft auf einen vorgegebenen Wert begrenzt. Außerdem wird der Elektromotor 27 vor Überbeanspruchungen geschützt.
Um den Fahrer über den Fahrzustand des Anhängers und den Zustand der Bremsanlage des Anhängers zu informieren, gibt das Steuergerät 23 ein akustisches, optisches oder elektrisches Signal ab, solange die Bremseinrichtung 17 die Bremsen 7 des Anhängers betätigt und wenn die Bremseinrichtung 17 wegen Überhitzung der Bremsen 7 des Anhängers deaktiviert wird.
Es liegt auf der Hand, dass als Sensoren nicht nur Beschleunigungssensoren, welche die Querbeschleunigung des Anhängers sensieren, sondern auch Giersensoren, welche die Gierrate des Anhängers sensieren, geeignet sind. Alternativ ist es auch möglich, durch Sensoren an den Rädern des Anhängers, welche die Raddrehzahl sensieren und einen Vergleich der Raddrehzahlen zu beiden Seiten des Anhängers die Gierrate und/oder die Querbeschleunigung des Anhängers zu detektieren.
Dadurch dass die wichtigsten Bauteile der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung, nämlich das Steuergerät 23, der Sensor, der Elektromotor 27 und die Seiltrommel 29 an der Konsole 19 befestigt sind, kann die erfindungsgemäße Bremseinrichtung 17 beim Hersteller vollständig fertig montiert und verdrahtet werden. Außerdem kann eine Funktionsprüfung durchgeführt werden, so dass die Bremseinrichtung 17 mit einer sehr geringen Fehlerquote auch in sehr großen Stückzahlen wirtschaftlich herstellbar ist.
Die erfindungsgemäße Bremseinrichtung 17 wird, wie bereits erwähnt, mit zwei Bügelschrauben 21 an der Achse 5 des Anhängers befestigt und bedarf dann lediglich einer Energieversorgung, beispielsweise über den am Anhänger ohnehin vorhandenen Stecker (nicht dargestellt) für die Beleuchtung und die Bremslichter, der in eine entsprechende Buchse des Zugfahrzeugs eingesteckt wird. Selbstverständlich kann auch eine eigene Energiequelle, wie beispielsweise eine Batterie oder ein Kondensator, am Anhänger vorgesehen sein.
In 3 ist die erfindungsgemäße Bremseinrichtung 17 in einer Seitenansicht dargestellt. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die Beschreibung der 2 Bezug genommen. In 3 werden die gleichen Bezugszeichen wie in den 1 und 2 verwandt. In dieser Seitenansicht ist deutlich zu erkennen, wie die Drehbewegung des Elektromotors 27, angedeutet durch einen gekrümmten Pfeil 35 über das Seil 31 und den Mitnehmer 33 auf die Druckstange 31 übertragen wird.

Claims

Aktuator für eine Bremseinrichtung (1) umfassend einen Elektromotor (27), eine Seiltrommel (29) und ein Seil (31).
Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Elektromotor (27) und der Seiltrommel (29) eine mechanische Überlastsicherung, insbesondere eine einstellbaren Drehmomentbegrenzer und/oder eine einstellbare Rutschkupplung, vorgesehen ist.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Seil (31) aus rostfreiem Stahl besteht.
Bremseinrichtung für Anhänger von Kraftfahrzeugen mit einem Steuergerät (23) und mit einem Aktuator (25), dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (25) ein Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ist.
Bremseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens das Steuergerät (23) und der Aktuator (27) eine Baugruppe bilden.
Bremseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überlastschutz für den Elektromotor (27) und/oder die Bremsen (7) vorgesehen ist.
Bremseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlastschutz den Strom, welcher in den Elektromotor (27) fließt, begrenzt.
Bremseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlastschutz die Zeit während der Strom durch den Elektromotor (27) fließt, begrenzt.
Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlastschutz in das Steuergerät (23) integriert ist.
Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor zur Erkennung von Schleuder- und/oder Schlingerbewegungen des Anhängers vorgesehen ist.
Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (25) ein Beschleunigungssensor ist, und dass der Beschleunigungssensor die Querbeschleunigung des Anhängers sensiert.
Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (25) ein Giersensor ist, und dass der Giersensor die Gierrate des Anhängers sensiert.
Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens an einem Rad auf jeder Seite des Anhängers ein Sensor zur Erfassung der Raddrehzahlen vorgesehen ist, und dass das Steuergerät (23) durch den Vergleich der von den Sensoren ermittelten Raddrehzahlen die Gierrate und/oder die Querbeschleunigung des Anhängers feststellt.
Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (23) aus den Signalen des oder der Sensoren (25) das Auftreten eines instabilen Fahrzustands des Anhängers ermittelt, dass das Steuergerät beim Auftreten eines instabilen Fahrzustands den Aktuator (27) ansteuert, und dass der angesteuerte Aktuator (27) eine Bremsanlage des Anhängers betätigt.
Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage des Anhängers mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betätigt wird.
Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (23), der Aktuator (25) und gegebenenfalls der mindestens eine Sensor auf einer gemeinsamen Konsole (19) angeordnet sind.
Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (17) in einem Gehäuse angeordnet ist.
Bremseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (19) an dem Anhänger befestigt ist.
Bremseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (19) an einer Achse (5) des Anhängers, insbesondere durch Schrauben (21), befestigt ist.
Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsen (7) des Anhängers mittels einer Zugstange (13) und je einem von der Zugstange (13) betätigten Bowdenzug (9) aktivierbar sind, und dass der Aktuator (25) beim Auftreten eines instabilen Fahrzustands die Zugstange (13) des Anhängers betätigt.
Bremseinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange (13) und die Bowdenzüge (9) über eine Wippe (11) miteinander gekoppelt sind, und dass der Aktuator (27) beim Auftreten eines instabilen Fahrzustands über das Seil (29) die Zugstange (13) und/oder die Wippe (11) betätigt.
Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (23) den Aktuator (27) ansteuert, wenn der stehende Anhänger gegen Wegrollen gesichert werden soll.
Anhänger mit einer Achse (5), mit einer Deichsel (3) und mit Bremsen (7), dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Bremseinrichtung (17) nach einem der Ansprüche 2 bis 22 ausgerüstet ist.