DE202014007029U1

DE202014007029U1 - Bremsvorrichtung für Fahrzeuganhänger

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Publication number: DE202014007029U1
Application number: DE201420007029
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2014-11-21
Anticipated expiration: 2024-08-29
Also published as: DE202015005033U1

Abstract

Aktuator für eine Bremsvorrichtung (9) umfassend einen Elektromotor 14, mit Excenterscheibe 15 und einen Federspeicher 16 mit einem Seil 12.

Description

Es sind Bremsvorrichtungen für Anhänger von Kraftfahrzeugen mit einem Steuergerät, einem Aktuator und mit mindestens einem Sensor zur Erfassung von Schleuderbewegungen des Anhängers bekannt. Alle bekannten Bremsvorrichtungen haben allerdings den Nachteil, dass eine automatische und autarke Aufhebung der durch diese Bremsvorrichtung eingeleitete Bremskraft, nach einem Funktionsausfall nicht möglich ist, oder das deren Technik den Aufbau einer optimalen Bremskraft minimiert. Dieser Nachteil soll durch den erfindungsgemäßen Einsatz eines Entspannungsmoduls aufgehoben werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Bremsvorrichtung so weiterzuentwickeln, dass deren Montage an einem Anhänger vereinfacht wird. Gleichermaßen sollen die Produktionskosten durch den Einsatz neuester und individuell programmierbarer Bausteine aus der Chipelektronik als auch aus der Funktechnik, gesenkt werden, die Effektivität erhöht, als auch die Zuverlässigkeit durch den Einsatz neuester Techniken verbessert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Aktuator als Elektromotor mit einer Excenterscheibe sowie einem Federspeicher mit einer vorgespannten Feder und mit einem Seil ausgebildet ist und bei Bedarf über elektronische Systeme angesteuert, die Bremsvorrichtung des Anhängers betätigt und das im Notfall ein Entspannungsmodul bei einem technischen Ausfall der Bremsvorrichtung, eine einmal eingeleitete Bremskraft automatisch und autark nach einer bestimmbaren Zeit selbstständig aufhebt und nach Wiederherstellung und erneuter Einsatzfähigkeit der Bremseinheit automatisch in eine Betriebsbereitschaft zurückkehrt, als auch das von der Chipelektronik oder der Steuereinheit drahtlos gesendete Signale zum Zugfahrzeug ausgehen, wie zum Beispiel auch über ”bluetooth” und damit im Kraftfahrzeug fest installierte Empfänger, als auch mobile Geräte wie zum Beispiel Mobiltelefone angesprochen werden können, um den Lenker über die Situation oder einen Bremseinsatz der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung zu informieren.
Der erfindungsgemäße Aktuator ist sehr einfach in seinem Aufbau und kann, da Elektromotoren, als auch elektronische Chipbausteine, in größeren Stückzahlen hergestellt und somit auch sehr kostengünstig eingekauft werden Außerdem kann ein Elektromotor auf einfache Weise so angesteuert werden, dass ein Überlastungsschutz sowohl für den Elektromotor, als auch für Bremsen des Anhängers gewährleistet ist. Eine Justierung der Bremsvorrichtung nach dem Einbau an dem Anhänger ist nicht erforderlich, da die Fertigungstolleranzen und der Verschleiß der Bremse durch das Seil ausgeglichen werden.
Der erfindungsgemäße Aktuator und die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung können bei allen Anhängern mit 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 der solcherart angesteuerte Aktuator betätigt 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 Bremsvorrichtung ist ganz besonders vorteilhaft bei Anhängern mit Auflaufbremse 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 Fahrzustandes die Zugstange des Anhängers betätigen, so dass die ohnehin vorhandene Auflauf-Bremsanlage auch für Zwecke der Stabilisierung des Gespanns nutzbar ist. Gleichzeitig ist gewährleistet, dass die Bremsanlage des Anhängers durch die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung in ihrer Funktion nicht beeinträchtigt wird.
Bei vielen Anhängern mit Auflaufbremse sind 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 und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den 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 erfindungswesendlich eingesetzt werden.
Es zeigen:
1 eine Ansicht von oben auf ein Fahrgestell eines mit einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung ausgerüsteten Anhängers.
2 ein vergrößertes Detail aus 1
3 das erfindungsgemäße Modul zur autarken sowie automatischen Entlastung einer durch die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung eingeleiteten Bremskraft
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 2 und einer Achse 3. An der Achse 3 sind zwei Bremsen 4 befestigt. Die Räder, welche im Fahrbetrieb des Anhängers an den Bremsen 4 beziehungsweise den Radnaben (ohne Bezugszeichen) befestigt sind, sind in 1 nicht dargestellt. Die Bremsen 4 werden mit je einem Bowdenzug 5 betätigt. Die Bowdenzüge 5 wiederum sind über eine Wippe 6 mit der Zugstange 7 gekoppelt.
Wenn im Fahrbetrieb das nicht dargestellte Zugfahrzeug gebremst wird, läuft der Anhänger aufgrund seiner Masseträgheit auf das Zugfahrzeug auf. Infolgedessen schiebt sich das Zugmaul 1 in Richtung Achse 3 und betätigt auf diese Weise die Zugstange 7. Die Zugstange 7 wiederum betätigt über die Wippe 6 die Bowdenzüge 5 und somit die Bremsen 4. Diese Funktionsweise einer Auflaufbremse ist seit langem bekannt und wird daher nicht näher erläutert.
Im Zusammenhang mit der Erfindung soll jedoch darauf hingewiesen werden, das das Zugmaul 1 und die Zugstange 7 so miteinander gekoppelt sind, dass sich die Zugstange 7 in Richtung des Zugmauls 1 bewegt, wenn die Bremsen 4 betätigt werden. Diese Bewegung ist in 1 durch einen Pfeil 8 angedeutet.
An dem Chassis 2 ist eine in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 9 versehene erfindungsgemäße Bremsvorrichtung angebaut, die nachfolgend im Zusammenhang mit der 2 im Detail erläutert wird.
Die Bremsvorrichtung 9 besteht im Wesentlichen aus einer Konsole 18, die an der Deichsel des Fahrgestells 2 mit 2 Bügelschrauben 17 befestigt ist. Auf und an dieser Konsole 18 ist der erfindungsgemäße Aktuator, 13 mit einem Elektromotor 14 mit Excenterscheibe 15 und ein Federspeicher 16 mit einem Stahlseil 12 daran, befestigt. Das Steuergerät, hier nicht dargestellt, kann sich ebenfalls auf der Konsole 18 befinden, ist aber durch seine Aufgabe und Funktion nicht ortsgebunden.
In die Sensorenbox 10 ist mindestens ein individuell programmierbarer Chipbaustein integriert, insbesondere ein Beschleunigungs- und/oder ein Gierratenchip, mit dessen Hilfe das Auftreten von Schlinger- oder auch Schleuderbewegungen des Anhängers detektierbar ist. Das Steuergerät kann auf der Konsole 18, als auch getrennt von der Sensorenbox 10 und über Signalleitungen 11 miteinander verbunden, beliebig am Anhänger angebracht werden. Das Gleiche gilt für den oder die Sensorenbox 10. Das Steuergerät und oder die Sensorenbox 10 können gleichermaßen auch eine Einheit sein. Der Aktuator 13, das Steuergerät als auch die Sensorenbox 10 sind über Signalleitungen 11 miteinander verbunden.
Das Steuergerät ist über eine Signalleitung, beides ist nicht dargestellt, mit dem Aktuator 13 verbunden und steuert diesen zwecks Anbremsung des Anhängers an, wenn aus der Sensorenbox 10 entsprechende Signale gesendet werden. Das Steuergerät und die Sensorenbox 10 können eine Einheit, als auch getrennt voneinander sein, sind aber über entsprechende Signalleitungen miteinander verbunden.
Zusätzlich kann ein Gehäuse, hier nicht dargestellt vorgesehen werden, um die Bremseinrichtung vor äußeren Einflüssen, wie Regen, Schnee, Schmutz oder mechanischen Belastungen zu schützen.
Der erfindungsgemäße Aktuator 13 umfasst einen Elektromotor 14 mit einem Excenter 15, sowie einen Federspeicher 16 mit einem Stahlseil 12 daran. Dieser Aktuator 13, ist mit Verschraubungen an der Konsole 18 befestigt.
Wenn der Elektromotor 14 mit der Excenterscheibe 15 von dem Steuergerät (nicht dargestellt) angesteuert wird, rückt die Excenterscheibe 15 von ihrem oberen Totpunkt ab, der Federspeicher 16 kann sich entspannen und überträgt mittels des Stahlseiles 12, Kraft und Zug in Richtung 8 auf die Zugstange 7 des Anhängers.
Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung 9 besteht im Wesendlichen aus dem auf der Konsole 18 montierten Aktuator 13, bestehend aus dem Elektromotor 14 mit Excenterscheibe 15 und einem Federspeicher 16 mit einem daran befestigten Stahlseil 12.
Der Federspeicher 16 besteht aus einem einseitig geschlossenen Rohr 21 in dem eine Feder 20 steckt. Diese Feder 20 wird durch eine durch ihre Mitte und durch das Rohr verlaufenden Stange 25 mit einem Druckstück 19 an dem einem Ende und eines Gewindes auf der anderen Seite der Stange 25, mittels einer Mutter 24, von außen in das Rohr 21 hineingezogen und auf eine gewünschte Vorspannung gebracht. Diese Vorspannung entspricht jeweils dem Verwendungszweck einer notwendigen Bremskraft. So zum Beispiel ist diese Kraft bei einem Einachser geringer einzustellen, als bei einem Anhänger mit zwei Achsen.
Die Excenterscheibe 15 auf dem Elektromotor 14 ist fest mit dessen Welle verbunden und überträgt bei Drehung der Welle des Elektromotors 14 mittels des Druckstücks 19 auf der Stange 25 des Federspeichers 16, ihren Hub, also ihren Weg in Millimeter auf die Stange 25 und somit auf die Feder 20 in dem Federspeicher 16. Dadurch kann die Feder 20 in dem Federspeicher um ein Weiteres und präzise vorgespannt werden.
An dem, dem Druckstück 19 gegenüber liegendem Ende der Stange 25 des Federspeichers 16, mit Gewinde, ist ein Stahlseil 12 befestigt, über welches ein mit der Zugstange 25 der Anhängerbremse gekoppeltes Stahlseil 12, der Federweg, die Federkraft und der Zug in Richtung des Pfeils 8 aus dem Federspeicher 16 auf die Zugstange 7 der Anhängerbremse abgeleitet wird.
Wenn die Sensorenbox 10 dem Steuergerät (nicht dargestellt) einen instabilen Fahrzustand des Anhängers signalisiert, wird der Elektromotor 14 mit der Excenterscheibe 15 über das Steuergerät für den Bruchteil einer Zeit bestromt. Der Excenter 15, dem der Federdruck des Federspeichers 16 über das sich auf der Stange 25 befindliche Druckstück 19 entgegen steht, sich von der Welle des Elektromotors 14 mitgenommen dreht, also seinen Ausgangspunkt, den oberen Totpunkt verlässt, rückt die Stange 25 gedrückt von der Federkraft in diesem Federspeicher 16 um ein bestimmtes Maß aus. Diese Federkraft und der Federweg werden in Pfeilrichtung 8 über das mit dem einen Ende der Stange 25 befestigte Stahlseil 12 und gekoppelt mit der Zugstange 7 der Anhängerbremse, auf diese übertragen
Die daraus resultierende Bewegung der Zugstange 7 in Richtung des Pfeils 8, wird auf die Wippe 6 der Auflaufbremse des Anhängers übertragen und in Folge dessen werden die Bremsen 4 des Anhängers betätigt. Diese Betätigung der Bremsen 4 erfolgt unabhängig davon, ob das Zugfahrzeug bremst oder nicht.
Dieser Zustand bleibt so lange erhalten, bis von der Sensorenbox 10 das Signal kommt, das wieder ein stabiler Fahrzustand erreicht ist. Dann erhält das Steuergerät von der Sensorenbox 10 ein entsprechendes Signal, bestromt den Elektromotor 14 mit der Excenterscheibe 15 erneut und die Excenterscheibe 15 drückt mittels ihrer Schräge und über das Druckstück 19 auf der Stange 25 die Feder 20 wieder in ihre Ausgangsposition zurück, bis der Excenter 15 seinen obere Totpunkt wieder erreicht hat. Dann hört die Bestromung auf, die Feder 20 in dem Federspeicher 16 ist für einen erneuten Bremsvorgang vorgespannt und die Bremsen 4 des Anhängers lösen sich wieder ohne weiteres zutun.
Bei Bedarf kann eine zusätzliche Rückholfeder (nicht dargestellt) vorgesehen sein, welche das öffnen der Bremsen 4 unterstützt.
Alternativ kann auch eine zeitlich festgelegte Bremsdauer, so zum Beispiel 5 Sekunden, unabhängig von der Dauer von Messungen durch die Sensorenbox 10 über das Steuergerät beibehalten werden.
Ist der Excenter 15 wieder auf seinem oberen Totpunkt angelangt, ist die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung 9 unmittelbar und wie geschildert für einen erneuten Bremseinsatz präpariert.
Die Bremsanlage des Anhängers wird mittels der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung 9 immer dann aktiviert, wenn das Steuergerät von der Chipelektronik, der Sensorenbox 10 angesprochen wird, diese also einen instabilen Fahrzustand des Anhängers oder des Gespanns ermittelt, dazu ist das Steuergerät vorgesehen. Die Messungen können zum Bespiel eine Querbeschleunigung und/oder eine Gierrate des Anhängers betreffen. Zusätzlich wird die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung 9 auch durch einen Selbsttest aktiv, der immer dann und automatisch einsetzt, wenn nach Unterbrechung der Stromversorgung zu der Bremsvorrichtung 9 zur einer Batterie, so zum Beispiel wenn der Anhänger von dem Zugfahrzeug abgekoppelt war und der Kontakt zu der Batterie wieder hergestellt wird.
Alternativ können auch ESP-Signale eines Zugfahrzeugs (nicht dargestellt) an das Steuergerät übertragen werden.
Das Steuergerät (nicht dargestellt) ermittelt in Abhängigkeit der Ausgangssignale der Sensorenbox mit Chipelektronik 10, und/oder der ESP Signale, ob ein instabiler Fahrzustand vorliegt. Wenn ein solcher instabiler Fahrzustand, insbesondere eine Schleuderbewegung des Anhängers, vom Steuergerät detektiert oder durch die der ESP Signale angezeigt wird, steuert das Steuergerät den Elektromotor 14 so an, dass der Aktuator 13 mit der Excenterscheibe 15 den Federspeicher 16 frei gibt, somit die Stange 25 mittels des Seiles 12, die Zugstange 7 in Richtung Pfeil 8 zieht und damit die Bremsen 4 des Anhängers über die Wippe 6 und die Bowdenzüge 5 betätigt. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass das Steuergerät und/oder die Sensorenbox mit Chipelektronik 10, noch dem Erkennen eines instabilen Fahrzustandes entsprechende Signale an das ESP des Zugwagens übermittelt. auf ein dazu geeignetes und sich im Kfz befindliches Radio (nicht dargestellt), oder einem anderen dazu geeigneten, auch mobilen oder fest installierten Empfänger wie zum Beispiel einem Mobiltelefon (nicht dargestellt) zur Zustandserkennung und Information übertragen werden.
Um ein Überhitzen der Bremsen 4 zu vermeiden, können an den Bremsen 4 Temperaturfühler (nicht dargestellt) vorgesehen werden, die über ebenfalls nicht dargestellte Signalleitungen mit dem Steuergerät und/oder der Sensorenbox mit Chipelektronik 10 verbunden sind und eine eventuelle Anbremsung des Anhängers durch die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung 9 unmittelbar aufheben.
Und oder auch, um eine Überhitzung der Bremsen wegen einer durch die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung eingeleiteten und zu lange andauernden Anbremsung des Anhängers zu vermeiden, so zum Beispiel aufgrund eines Störfalles der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung 9, kann eine einmal eingeleitete Bremskraft durch das erfindungsgemäße Entspannungsmodul 31 in einer bestimmbaren Zeitspanne, automatisch und autark aufgehoben werden.
Das erfindungsgemäße Entspannungsmodul 31 ist über das Zugseil 12 von der Steuereinheit 13 kommend mit dem zentralen Bremsgestänge des Anhängers 7 fest verbunden und diesem zwischengeschaltet.
In seiner Funktion entsteht durch das erfindungsgemäße Entspannungsmodul 31 bei einem Bremseinsatz und nach Ablauf einer bestimmbaren Zeitdauer der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung 9, ein Längenzuwachs zwischen dem Entspannungsmodul 31 und dem Zugseil 12, von mindestens gleicher Länge der Hubhöhe des Exenter 15.
Durch diesen Längenzuwachs wird die Zugkraft der Feder 20, übertragen von dem Zugseil 12 auf das erfindungsgemäße Entspannungsmodul 31 und weiterhin auf das Bremsgestänge 7, aufgehoben.
Fig. 3.
Das Entspannungsmodul 31 besteht aus einem drucklosen, mit Öl gefüllten Zylinder 26, einem sich darin befindlichen Kolben 27, einer mit diesem Kolben 27 verbundenen Kolbenstange 29 sowie einer Druckfeder 28, welche diesen Kolben 27 durch ihre Druckkraft in seinem oberen Totpunkt hält. Die Ölfüllung befindet sich im Ruhezustand ausschließlich unter dem Kolbenboden.
Die Kolbenstange 29 steht mit dem Zugseil 12 in fester Verbindung und der Zylinder 26 ist seinerseits über seinen fest mit ihm verbundenen Halter 30, fest an die Zugstange 7 gekoppelt, so das sich im Einsatzfall durch die erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung 9, eine aufkommende Zugkraft von der Feder 20 und der gezogene Weg, über diesen Halter und über die Zugstange 7 fortsetzt und sich Kraft und Weg über die Bowdenzüge 5 auf die Bremsen 4 übertragen.
Im Aktionsfall, gibt der Exenter 15 die Feder 20 frei, so das die Stange 25 in einem Bruchteil einer Sekunde ausrückt und über das Zugseil 12 ihre Zugkraft und den Weg auf die Kolbenstange 29 und somit auf den Kolben 27, überträgt.
Der Kolben 27, von der Feder 28 in seinem oberen Totpunkt gehalten, wird im Aktionsfall über die Kolbenstange 29 von diesem Totpunkt weg, in Bruchteilen einer Sekunde in die Gegenrichtung gerissen und kompremiert damit zwangsläufig die sich unter seinem Kolbenboden 27 befindliche Ölfüllung.
Da sich Flüssigkeiten nicht kompremieren lassen, kommt diese Situation im ersten Moment einer starren Verbindung gleich, so das sich die Kräfte der Feder 20 und der Weg, über das Zugseil 12 kommend und von der Kolbenstange 29 auf den Kolben 27 übertragen, durch diese Kompression auch auf die Hülle des Zylinders 26 wirken, die somit und über den mit der Hülle des Zylinders 26 fest verbundenen Halter, Kraft und Weg an die Zugstange 7 überträgt, die dann diese, über die Bowdenzüge 5 an die Anhängerbremsen 4 weiterleitet und damit die gewünschte Anbremsung des Anhänger einleitet.
Dauert die von der Feder 20 aufgebrachte Zugkraft und der damit verbundene Hub, von der Stange 25 kommend, auf das Zugseil 12 übertragen und dann auf die Kolbenstange 29 und den Kolben 27 weiter gegeben, zu lange an, zum Beispiel wenn der Exenter 15 in einem Störfall den erforderlichen Rücklauf und somit eine Entspannung des Zugseiles 12 nicht einleitet, verbleibt, hervorgerufen durch die Zugkraft der Feder 20 unter dem Kolbenboden 27 eine anhaltende Kompression, die durch konstruktive Maßnahmen wie Ventile oder einem gewollten Schlupf des Kolbens 27 gegenüber der inneren Wand des Zylinders 26, in einem dadurch kontrollierbaren Zeitablauf aufgehoben wird. Das Öl strömt in dem Zylinder 26 und an dem Kolben 27 hindurch oder an ihm vorbei und füllt damit die andere Seite des Kolbens 27. Die Kolbenstange 29 rückt in Pfeilrichtung 32 aus und kommt mit diesem Längenzuwachs dem Zugseil 12 so lange entgegen wie die Zugkraft der Feder 20 anhält.
Damit ist eine Zugkraft auf das Bremsgestänge 7 aufgehoben, Die Zugfeder 20 ist über eine Mutter 19 in ihrer Kraft in dem Federspeicher 16 vorgespannt und erhält durch den Hub des Exenters 15 eine zusätzliche Feinabstimmung in ihrer Vorspannung.
Dieser Hub des Exenters 15 in Millimeter, ist auch der Weg der von der Zugstange 25, auf das Zugseil 12 und somit auf Kolbenstange 29 und dem Kolben 27 übertragen wird, um eine erforderliche Betätigung und somit Anbremsung der Anhängerbremsanlage zu erzeugen.
Der durch den von dem Exenter 15 in Millimeter fest bestimmter Weg (Hub) der Zugfeder 20 steht in Abhängigkeit der Strecke, welche Kolben 27 und Kolbenstange 29 in dem Zylinder von A nach B (nicht dargestellt) zur Entspannung zur Verfügung stehen.
Ist der Vorgang durch eine anhaltende Zugkraft der Feder 20 abgeschlossen, das Öl in den Raum über den Kolben 27 geströmt, der Kolben 27 mit Kolbenstange 29 in dem Zylinder von A nach B gewandert, ist die Zugkraft der Feder 20 durch diesen Längenzuwachs aufgehoben und die für den Normalbetrieb eines jeden Anhängers notwendige und auch vorhandene Rückholkraft im Bremssystem nutzt diesen Längenzuwachs, die Anhängerbremse entspannt sich dadurch automatisch.
Ein Heißlaufen und eine Zerstörung der Bremsteile 4 kann durch den Störfall der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung 9 nicht erfolgen.
Ist der Störfall aufgehoben, hat der Exenter 15 durch seinen Hub die Zugfeder 20 wieder vorgespannt, wird der Längenzuwachs, entstanden durch das Wandern des Kolbens 27 mit der Kolbenstange 29 in dem Zylinder 26 von A nach B, durch den Druck der Feder 28 in umgekehrter Reihenfolge aufgehoben, der Kolben 26 wird durch die Feder 28 wieder zu seinem oberen Totpunkt gedrückt, in dem das Öl wieder an dem Kolben 26 hindurch, oder an ihm vorbei, wieder zurück in den Raum unter dem Kolben 26 fließt. Dadurch wird die Verbindung zur Feder 20 wieder straff.
Um den Fahrer über den Fahrzustand des Anhängers und den Zustand der Bremsanlage 4 des Anhängers zu informieren, gibt das Steuergerät ein akustisches, ein optisches, oder ein elektrisches Signal ab, so lange die Bremsvorrichtung 9 die Bremsen 4 des Anhängers betätigt.
Temperatursensoren an den Bremsen 4 des Anhängers geben über die Steuerbox ein weiters Signal an den Fahrer ab wenn die Bremsen 4 überhitzen und fahren die Bremskraft mittels des Elektromotors mit Excenter automatisch in ihre 0 Position zurück. Zusätzlich wird die gesamte Bremsvorrichtung 9 automatisch abgeschaltet bis die Temperaturen an den Bremsen oder auch an dem Elektromotor 14 wieder normal sind. Alternativ kann die Bremsvorrichtung 9 auch trotzt eines Signals betreffend einer Überhitzung der Bremsen 4 aktiv sein.
Auf der Konsole 18 kann ein Sender (nicht dargestellt) angebracht sein, der von dem Aktuator 13 mit Excenterscheibe 15 und/oder von dem Steuergerät 16 sowie auch der Sensorenbox mit Chipelektronik 10 angesteuert werden, der über eine Signalleitung oder auch drahtlos, zum Beispiel per Funk, oder auch über bluetooth, ein Signal zu einem jeweils geeigneten, mobilen, so zum Beispiel einem Smartphon o. ä., als auch an einen fest im KFZ installierten Empfänger, zum Beispiel einem Radio sendet, der in das jeweilige Zugfahrzeug mitgenommen, dem Fahrzeugführer ein Signal und somit eine Information über Aktivitäten der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung 9, zum Beispiel über eine Anbremsung des Anhängers, übermittelt.
Es empfiehlt sich einen thermischen, einen elektrischen oder mechanischen Überlastungsschutz für den Elektromotor 14 und/oder die Bremsen 4 des Anhängers zu realisieren.
Dieser Überlastungsschutz kann entweder mit Hilfe des Steuergerätes, nicht dargestellt, oder durch ein separates Bauteil, so zum Beispiel direkt am Elektromotor realisiert werden.
In beiden Fällen kann der Überlastungsschutz durch die Begrenzung des Stroms der durch den Elektromotor 14 fließt, realisiert werden.
Durch die Begrenzung des Stroms auf einen vorgegebenen Wert, können die thermische Belastung des Elektromotors 14a, der Strom und das Anzugsmoment des Elektromotors 14 begrenzt, oder ganz abgeschaltet werden.
Des Weiteren ist es möglich, die Überhitzung der Bremsen 4 dadurch zu verhindern, dass nach Ablauf einer bestimmten Zeit nach dem Ansteuern des Elektromotors 14 oder beim Auftreten einer bestimmten Erwärmung an einem Überlastschalter (nicht dargestellt) der Elektromotor 14 automatisch in eine Nullstellung zurückgefahren wird und somit die Bremsen 4 wieder geöffnet werden.
Alternativ oder ergänzend zu dieser Ansteuerung des Elektromotors 14 kann zwischen Elektromotor 14 und Excenterscheibe 15 eine mechanische und/oder auch eine elektromechanische Überlastkupplung vorgesehen sein. Auch dadurch wird das Drehmoment, welches der Elektromotor 14 auf die Excenterscheibe 15 ausübt aufgehoben, der Federspeicher 16 wird nicht bedient und somit die Anhängerbremsen 4 nicht aktiviert.
Um den Fahrer über den Fahrzustand des Anhängers und den Zustand der Bremsanlage zu informieren, gibt das Steuergerät, oder ein Sender am Aktuator 13 ein akustisches, optisches oder elektrisches Signal ab, solange die Bremseinrichtung die Bremsen 4 des Anhängers betätigt. So zum Beispiel per bluetooth auf ein Mobilfunkgerät, oder ein im Kfz fest eingebauten und dazu geeigneten Empfänger.
Wenn die Bremsvorrichtung 9, wegen Überhitzung der Bremsen 4 des Anhängers deaktiviert wird, oder wenn die Bremsen 4 durch eine Anbremsung durch die erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung 9 überhitzen, wird von den Temperaturfühlern an den Bremsen 4 ein weiteres Signal geschaltet und an den Fahrzeugführer weitergegeben.
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, jeweils auch und in Form vielfältig programmierbarer elektronischer Chipbausteine verwendet und eingesetzt werden können. Alternativ ist es auch möglich, durch Sensoren an den Rädern des Anhängers, welche die Drehzahl 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 Bremsvorrichtung 9, nämlich das Steuergerät 13, nicht dargestellt, die Sensorenbox mit integrierter Chipelektronik 10, der Elektromotor 14 mit Excenterscheibe 15 und der Federspeicher 16 an der Konsole 18 befestigt sind, kann die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung 9 beim Hersteller vollständig fertig montiert und verdrahtet werden. Außerdem kann eine Funktionsprüfung durchgeführt werden, so dass die Bremsvorrichtung 9 mit einer sehr geringen Fehlerquote auch in sehr großen Stückzahlen wirtschaftlich herstellbar ist.
Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung 9, wird wie bereits erwähnt, mit zwei Bügelschrauben 17 am Chassis 2 des Anhängers befestigt. Die Befestigung dieser erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung 9, am Chassis eines Anhängers ist nicht Platzgebunden und kann gegebenenfalls mit Zusatzstreben, Halter oder auch Klemmen, alle nicht dargestellt, auch an anderen Plätzen oder Bauteilen des Anhängerchassis und auch an einer Achse 3, wirkungsvoll montiert werden.
Anschließend bedarf es 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 eingesetzt wird, oder durch den direkten Anschluss an die Batterie des Zugwagens über eine separate Steckverbindung. Selbstverständlich kann auch eine eigene Energiequelle, wie beispielsweise eine Batterie oder ein Kondensator, im Anhänger vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste
Zu Fig. 1

1: Zugmaul mit Anhängerchassis von oben, ohne Aufbau.
2: V-förmige Deichsel
3: Anhängerachse – gegebenenfalls mehrere Achsen.
4: Räder mit Radnaben und Bremsen.
5: Bowdenzüge zur Bremsbetätigung.
6: Wippe zum Lastenausgleich einer Zugkraft.
7: Zugstange zwischen Zugmaul und Wippe.
8: Darstellung einer Zugrichtung im Falle einer Anbremsung.
9: Angebaute erfindungsgemäße Bremsvorrichtung.
10: Sensorenbox.
11: Signalleitung zwischen Steuergerät und Sensorenbox.
12: Stahlseil zur Kraftübertragung vom Federspeicher auf die Zugstange der Anhängerbremse.
22: Speicher für elektrische Betriebsspannung z. B. Akkumulator, Batterie, Kondensator, oder ein Stromerzeuger.

Bezugszeichenliste
Zu Fig. 2:

7: Zugstange zwischen Zugmaul und Wippe.
8: Zugrichtung der Zugstange zwischen Zugmaul und Wippe.
10: Sensorenbox.
11: Signalleitung zwischen Steuergerät und Sensorenbox.
13: Aktuator
14: Elektromotor.
15: Exenterscheibe.
16: Federspeicher.
17: Bügelschrauben.
18: Konsole.
19: Druckstück.
20: Druckfeder.
21: Rohr des Federspeichers.
22: Speicher für elektrische Betriebspannung, zum Beispiel Akkumulator, Batterie, Kondensator oder ein Stromerzeuger.
24: Stellmutter.
25: Stange.
31: Entspannungsmodul.

Bezugszeichenliste
Zu Fig. 3:

26: Hydraulikzylinder.
27: Kolben.
28: Druckfeder.
29: Kolbenstange.
30: Halter zur Verbindung an die Zugstange.
31: Modul zur autarken und automatischen Zugentlastung, zwischen der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung und den Anhängerbremsen.
32: Darstellung der Zugrichtung.

Claims

Aktuator für eine Bremsvorrichtung (9) umfassend einen Elektromotor 14, mit Excenterscheibe 15 und einen Federspeicher 16 mit einem Seil 12.
Aktuator für eine Bremsvorrichtung 9 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das an Stelle des Federspeichers 16 mit einem Seil 12, ein Gasdruckdämpfer mit einem Seil diese Funktion übernimmt
Aktuator für eine Bremsvorrichtung 9 nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, das an Stelle eines Federspeichers 16, mit einem Seil, 12 oder ein Gasdruckdämpfer mit einem Seil, eine elektromagnetische Einrichtung, ein Magnetschalter diese Leistung erbringt.
Aktuator nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Excenter 15 mit der Welle des Elektromotors 14 in einer festen Verbindung steht.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das zwischen der Welle des Elektromotors 14 und dem Excenter 15 eine Überlastsicherung eingebracht ist
Bremsvorrichtung für Anhänger von Kraftfahrzeugen mit einem Steuergerät und einem Aktuator 13 dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator 13 ein Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens das Steuergerät und der Aktuator 13 eine Baugruppe bilden.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, das der Aktuator und das Steuergerät keine gemeinsame Baugruppe bilden.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 3 bis 6, dass ein Überlastungsschutz für den Elektromotor 14 und/oder die Bremsen vorgesehen ist.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor zur Erkennung von Schleuder- und/oder Schlingerbewegungen, einer Querbeschleunigung des Anhängers, vorgesehen ist.
Bremsvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor, mindestens einen individuell programmierbaren Chipbaustein nutzt.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Chipbaustein ein Gierratensensor ist und das der Gierratensensor die Gierrate des Anhängers sensiert.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens an einem Rad auf jeder Seite des Anhängers ein Sensor zur Erfassung der Raddrehzahlen vorgesehen ist, und das Steuergerät durch den Vergleich der von den Sensoren ermittelten Raddrehzahlen die Gierrate und/oder die Querbeschleunigung des Anhängers feststellt.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät aus den Signalen des oder der Sensoren 10 das Auftreten eines instabilen Fahrzustands des Anhängers ermittelt, dass das Steuergerät beim Auftreten eines instabilen Fahrzustandes den Aktuator 13 ansteuert und dass der angesteuerte Aktuator eine Bremsanlage des Anhängers betätigt.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, das die Bremsanlage des Anhängers mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betätigt wird.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät, der Aktuator 13 und gegebenenfalls der mindestens eine Sensor auf einer gemeinsamer Konsole 18 angeordnet sind.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet, dass das Steuergerät und der mindest eine Sensor getrennt von der Konsole 18 platziert ist.
Bremsvorrichtung nach einem der vorausgegangenen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, das die Begriffe Sensorenbox 10 und/oder Chipelektronik in allen Eigenschaften gleichzusetzen sind.
Bremsvorrichtung nach vorausgegangen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der Aktuator, also der Elektromotor 14, mit der Excenterscheibe 15 und der Federspeicher 16 mit dem Stahlseil 12 auf der Konsole 18 befestigt sind
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung 9 in einem Gehäuse angeordnet ist.
Bremsvorrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole 18 an der Deichsel des Anhänger befestigt ist.
Bremsvorrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen gekennzeichnet dadurch, dass die Konsole 18 an einer Achse 3 des Anhängers insbesondere durch Schrauben 17 befestigt ist.
Bremsvorrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen gekennzeichnet dadurch, dass die Konsole 18 mit dem Aktuator 13 mittels einer Haltevorrichtungen an dem Anhänger als auch an dem Chassis selbst befestigt seien können.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, das die Bremsen 4 des Anhängers mittels einer Zugstange 7 und je einem von der Zugstange 7 betätigten Bowdenzug 5 aktivierbar sind und das der Aktuator 13 beim Auftreten eines instabilen Fahrzustandes die Zugstange 7 des Anhängers betätigt.
Bremsvorrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, das die Zugstange 7 und die Bowdenzüge 5 über eine Wippe 6 miteinander gekoppelt sind und das der Aktuator 13 beim Auftreten eines instabilen Fahrzustandes über das Seil 12 die Zugstange 7 und oder die Wippe 6 betätigt.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät den Aktuator 13 ansteuert, wenn der stehende Anhänger gegen Wegrollen Gesichert werden soll.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, das der Aktuator nach elektrischer Entkoppelung und dem wieder Einkoppeln aktiv wird, indem er einen Selbsttest durchführt.
Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, das der Aktuator 13, das Steuergerät oder die Sensorenbox bei jeder Aktivität der Bremsanlage 9, also einer Anbremsung des Anhängers, ein Signal über diesen Zustand an den Fahrer des Zugwagens einleitet und übermittelt.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet dadurch, dass das Signal über einen Einsatz der Bremsvorrichtung 9 mittels eines Senders und per Funk auf einen tragbaren oder auch auf einen fest installierten Empfänger in dem Zugfahrzeug informiert.
Bremsvorrichtung 9 nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, das die Bremsvorrichtung 9 ein autarkes und automatisch wirkendes Entspannungsmodul 31 besitzt, welches in einem Störfall, eine durch die Bremsvorrichtung 9 eingeleitete Bremskraft zeitlich aufhebt und welches sich nach Behebung der Störung selbstständig wieder in Betriebsbereitschaft zurückversetzt.
Anhänger mit mindestens einer Achse 3 und mit Bremsen 4, dadurch gekennzeichnet, das der Anhänger mit einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung 9 ausgerüstet ist, das Zugfahrzeug und Anhänger eine Einheit bilden und nach einem der Ansprüche von 1 bis 31 ausgerüstet sind.