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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Betätigung einer
Standbremse eines Kraftfahrzeugs mit:
- – einem
Standzahnrad, das mit den Antriebsrädern des Fahrzeugs über eine
Antriebswelle verbunden ist, welche drehbar um eine Achse auf einem
Gehäuse
des Getriebes montiert ist,
- – einer
Feststellklinke, die um einen ersten Stift mit einer zu derjenigen
des Rades parallelen Achse schwenkbar montiert ist und einen Zahn
trägt, der
in eine Lücke
zwischen zwei aufeinander folgenden Zähnen des Standrads eingreifen
kann, um so die Antriebsräder
festzustellen,
- – einem
mit einem Träger
verbundenen Drückorgan,
der auf dem Gehäuse
schwenkbar um einen zweiten Stift mit einer zu derjenigen des Zahnrads parallelen
Achse montiert ist,
- – einem
Organ zum Veranlassen des Schwenkens des Trägers mit dem Drückorgan über einen Übertragungshebel,
um so die Feststellklinke zum Eingreifen des Zahns in eine Lücke und
zum Feststellen des Rades zu dem Zahnrad hin wegzudrücken, wobei
das Veranlassungsorgan schwenkbar um einen dritten Stift mit einer
zu derjenigen des Rades parallelen Achse montiert ist und vom Fahrerplatz
des Fahrzeugs aus betätigbar
ist.
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Eine
derartige Vorrichtung zur Betätigung
einer Standbremse wird insbesondere in Kraftfahrzeugen mit Elektroantrieb
verwendet, da der elektrische Antriebsmotor eines solchen Fahrzeugs
kein Feststelldrehmoment bei Stillstand des Motors liefert, im Gegensatz
dazu, wie es eine Wärmekraftmaschine bei
einem Fahrzeug tut, das mit einer solchen Maschine ausgerüstet ist.
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Eines
der mit einer solchen Vorrichtung zur Betätigung einer Standbremse verbundenen
Probleme besteht in der Tatsache, dass die durch das Standrad auf
die Feststellklinke ausgeübte
Kraft beträchtlich
sein kann und eine Tonne überschreiten kann,
wenn das Fahrzeug auf einem steilen Abhang abgestellt ist.
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Mehrere
Vorrichtungen zur Betätigung
einer Standbremse vom in der Einleitung beschriebenen Typ wurden
bereits im Stand der Technik beschrieben.
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Das
Dokument
US 5,526,909 zeigt
eine Vorrichtung zur Betätigung
einer Standbremse gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Zum
Beispiel umfasst diese gemäß der
DE 2 418 280 eine gelenkige
Feststellklinke, die zwecks Stillstands des Fahrzeugs dazu bestimmt
ist, in einen gezahnten Abschnitt eines Standrads einzugreifen, das
auf der Hauptwelle einer Untersetzung festsitzt. Diese Feststellklinke
wird über
ein kegelförmiges Klemmelement
betätigt,
das anhand des Wählelements
der Untersetzung gesteuert wird und sich rechtwinklig zur Ebene
des Standrads, innerhalb welcher sich ebenfalls die Feststellklinke
fortbewegt, verstellt. Letztere wird durch das Klemmelement, das auf
deren dem Zahnabschnitt entgegengesetzten Rand einwirkt, dazu gezwungen,
in das Standrad einzugreifen, wenn das Wählelement der Untersetzung in
die Parkposition (P) gebracht wird.
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Diese
Standbremse ist sperrig und deren Loslösen kann Probleme aufwerfen,
da wegen der manchmal beträchtlichen
Kraft, die durch das Standrad ausgeübt wird, die Gefahr besteht,
dass das Klemmelement zum Loslösen
der Bremse nur mittels einer beträchtlichen Gegenkraft entfernt
werden kann, was einen komplexen Mechanismus für das Loslösen erforderlich macht.
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Ein
anderer Vorschlag des Standes der Technik ist in der
FR 2 691 515 beschrieben. In diesem
Fall bewegt sich die gelenkige Feststellklinke ebenfalls in der
E bene des Standrads und wird durch einen Drückkegel betätigt, der auf den Rand der
Klinke einwirkt, der entgegengesetzt demjenigen ist, der sich gegenüber der
Peripherie des Standrads befindet. Jedoch bewegt sich in diesem
Fall der Drückkegel
in derselben Ebene wie die Feststellklinke und stützt sich
auf einer Reaktionsrolle ab, während
die Kräfte,
die auf ihn während
des Anziehens der Bremse einwirken, durch eine Zugfeder ausgeglichen
werden.
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Diese
Betätigungsvorrichtung
für eine
Standbremse, auch wenn sie weniger sperrig als die letztere ist,
ist schwer zu verwirklichen, weist dieselben Probleme beim Loslösen wie
die oben analysierte bekannte Anordnung auf und erfordert eine relativ
große
Verstellung des Drückkegels,
was sehr platzaufwendig ist.
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Die
vorliegende Erfindung hat als Ziel, eine Betätigungsvorrichtung für eine Standbremse
vorzuschlagen, welche nicht die Nachteile der Betätigungsvorrichtungen
des Standes der Technik aufweist.
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Gegenstand
der Erfindung ist folglich eine Betätigungsvorrichtung für eine Standbremse
vom in der Einleitung beschriebenen Typ, die durch die Tatsache
gekennzeichnet ist, dass der Übertragungshebel
um dieselbe Achse wie das Veranlassungsorgan schwenkbar montiert
ist und sich über
ein freies Ende mit einem aktiven Rand bis zum Träger erstreckt,
wobei der Übertragungshebel
von einer elastischen Kraft beansprucht wird, die von dem Veranlassungsorgan
angewandt wird, hin zu einer Feststellposition, bei welcher der
aktive Rand des Hebels das Drückorgan
zur Feststellklinke hin in Richtung des Eingreifens des Zahns wegdrückt und
sodann dem Drückorgan
entgleitet, während
er es weiter gegen die Feststellklinke hält, sobald der Zahn sich gegenüber einer Lücke befindet,
sowie dadurch, dass sie ebenfalls ein zylindrisches Drückorgan
umfasst, dessen Achse parallel zu derjenigen des Standrads ist und
das mit einem Träger
verbunden ist, der auf dem Gehäuse
in der Ebene des Rads schwenkbar montiert ist, und dadurch, dass
der Hebel unter der Wirkung der elastischen Kraft das Drückorgan
gegen die Feststellklinke belastet, um, bei Vorliegen eines Anziehbefehls, seine
Verschwenkung und diejenige des Trägers zu verursachen und so
das Bremsrad zu blockieren, sobald die Feststellklinke sich gegenüber einer
Lücke befindet,
während
der Hebel dem Druckorgan entgleitet, wobei er dieses weiterhin gegen
die Feststellklinke hält.
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Dank
dieser Merkmale greift der Vorgang zum Feststellen der Feststellklinke
auf keinerlei konische Klemmfläche
zurück,
so dass die Entriegelung des Mechanismus nur eine sehr begrenzte
Anstrengung erfordert, selbst wenn die auf die Feststellklinke durch
das Standrad ausgeübte
Kraft beträchtlich
ist. Zudem ist die gesamte Kinematik der Betätigungsvorrichtung vollständig umkehrbar
und erfolgt in der Ebene des Standrads, in welcher alle Organe,
die an dieser Kinematik teilhaben, angeordnet werden können. Die
Betätigungsvorrichtung
nimmt so den geringsten Platz in dem Gehäuse der Untersetzung ein.
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Gemäß anderer
Merkmale der Erfindung.
- – ist der Träger schwenkbar
auf einem Stift montiert, der mit dem Gehäuse verbunden ist und auf welchem
sich das Drückorgan
abstützt,
und ist das Drückorgan
in verriegelter Stellung über
drei Mantellinien, die ungefähr
regelmäßig um seine Achse
verteilt sind, jeweils mit der Feststellklinke, dem Hebel und dem
Stift in Kontakt, Mantellinien, durch welche die Gegenwirkungen
der Kräfte
hindurchgehen, die durch das Rad auf die Feststellklinke erzeugt
werden;
- – ist
das Drückorgan
eine Rolle, die frei drehbar auf dem Träger montiert ist;
- – geht
in der Konfiguration mit angezogener Bremse die durch das Drückorgan
auf den Übertragungshebel
ausgeübte
Gegenkraft durch die Achse dieses Drückorgans und durch die Schwenkachse
des Übertragungshebels;
- – weist
die Feststellklinke auf der dem Standrad entgegengesetzten Seite
einen konkaven Rand auf, der dem Druckorgan als Nockenfläche dient;
- – ist
das von dem Fahrerplatz des Fahrzeugs aus betätigbare Veranlassungsorgan
durch einen Sektor zur Auswahl der Konfigurationen des Getriebes gebildet
und sind dieser Sektor und der Übertragungshebel
um eine selbe Achse schwenkbar auf dem Gehäuse montiert;
- – stützen sich
der Auswahlsektor und der Übertragungshebel über die
elastische Kraft winkelförmig aufeinander
ab, und für
das Lösen
trägt der
Träger
ein zweites Drückorgan,
welches mit dem Übertragungshebel
zusammenwirkt, um den Träger über eine
abgestimmte Bewegung des Sektors und des Hebels in seine Position
zurückzuführen, die
einer Entriegelung des Standrads entspricht.
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Andere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der nun folgenden
Beschreibung offensichtlich, die nur beispielhaft angegeben ist
und mit Bezug auf die angefügten
Zeichnungen erfolgt, in welchen:
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1 ein
allgemeines Schema eines Einbaus einer Standbremse in einem Kraftfahrzeug
ist;
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2 eine
Endansicht einer Untersetzung mit abgenommenem Schutzdeckel ist,
die eine Standbremse zeigt, die einer Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung
zugeordnet ist, wobei das Anziehen der Bremse durch den Fahrer ausgelöst wird;
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3 eine
analoge Ansicht mit einem Teilaufriss ist, die den Anschlag des Übertragungshebels
veranschaulicht und die angezogene Konfiguration der Standbremse
zeigt;
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3A eine
Teilschnittansicht gemäß der Linie
IIIA-IIIA der 3 zeigt;
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4 eine
analoge Ansicht ist, die eine Wartekonfiguration der Standbremse
zeigt, bei welcher das Anziehen ausgelöst ist, wobei der aktive Abschnitt
der Feststellklinke sich gegenüber
einem Zahn des Standrads befindet;
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5 eine
analoge Ansicht ist, die, ausgehend von der Konfiguration der 3,
zeigt, wie ein Befehl zum Anziehen enden kann; und
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6 eine
analoge Ansicht ist, welche das Lösen der erfindungsgemäßen Standbremse
zeigt.
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In
der 1 ist der Motor A, beispielsweise elektrisch,
eines Kraftfahrzeugs einer Untersetzung B zugeordnet, welche die
Bewegung über
die Antriebswelle D an die Räder
C überträgt. Diese
durchquert das Gehäuse
E, welches die Frontwand der Untersetzung B bildet. Eine Ausnehmung
E' ist in dem Körper der
Frontwand des Gehäuses
ausgebildet. Diese Ausnehmung E' nimmt
die Endzahnräder F
und G zweier Wellen D und D' des
Untersetzungsmechanismus auf. Ein Standrad 1 wird durch
die Welle D getragen und weist Zähne 1a auf,
die durch Lücken 1b getrennt
sind (2). Es wirkt mit einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung
DC zusammen.
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Gemäß der in
den 2 bis 6 dargestellten Ausführungsform
umfasst die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung
DC eine Feststellklinke 2, die auf einem mit dem Gehäuse E verbundenen Stift 3 in
der Ebene des Standrads 1 schwenkbar montiert ist. Diese
Feststellklinke 2 weist eine gebogene Form auf, wobei sie
einem Teil der Peripherie des Standrads 1 folgt, und sie
verschwenkt sich auf dem Stift 3 um eine zur Achse des
Standrads 1 parallele Achse. Eine Schnappfeder 4 ist
auf dem Stift 3 montiert und beansprucht die Feststellklinke 2 in
eine Richtung, welche deren aktiven Abschnitt von der Peripherie
des Standrads 1 entfernt.
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Dieser
aktive Abschnitt der Feststellklinke 2 hat die Form eines
von deren konkaven Rand hervorstehenden Zahns 2a, der dazu
bestimmt ist, in irgendeine der Lücken 1b des Standrads 1 einzugreifen.
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Die
Betätigungsvorrichtung
DC umfasst ebenfalls einen rollentragenden Träger 5, der mittels eines
Stiftes 6 schwenkbar um eine zu der Achse des Standrads 1 parallele
Achse auf dem Gehäuse
E montiert ist (siehe ebenfalls die 3A). Dieser
Träger 5 umfasst
zwei Drückorgane 7 und 8.
Diese sind vorzugsweise als Rollen ausgebildet, die frei drehbar auf
jeweilige Schwenkzapfen 5a und 5b montiert sind,
die mit dem Träger 5 verbunden
sind.
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Die
Untersetzung B umfasst einen Wählsektor 9,
der schwenkbar in dem Gehäuse
E montiert ist und dessen verschiedene Stellungen auf gewöhnliche
Weise von dem Fahrersitz des Fahrzeugs aus gesteuert werden können. Seine
schwenkbare Anordnung wird durch einen Stift 10 sichergestellt,
der in dem Gehäuse
E befestigt ist. Die Stellungen des Wählsektors 9 sind in
Reihenfolge durch Kerben, jeweils P (Parken), R (Reverse oder Rückwärtsgang), N
(Neutral) und D (Drive oder Vorwärtsgang)
verwirklicht. Diese Kerben P, R, N und D wirken mit einer wohlbekannten
Positioniervorrichtung 11 mit Kugel und Feder zusammen.
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Um
den Stift 10 herum ist ebenfalls schwenkbar ein Übertragungshebel 12 montiert,
welcher die Übertragung
des dem Sektor 9 gegebenen Befehls hin zur Feststellklinke 2 sicherstellt.
Eine schraubenförmige
Zugfeder 13 ist zwischen einem Zapfen 9a des Sektors 9 und
einem Zapfen 12a des Übertragungshebels 12 eingehakt.
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Das
freie Ende dieses Hebels 12 erstreckt sich bis in den Bewegungsbereich
des Trägers 5 und kann
auf diesen durch seinen aktiven Rand 12b über die
Rollen 7 und 8 einwirken, um diesen jeweils in
die eine oder in die andere Richtung verschwenken zu lassen.
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Gemäß einer
bevorzugten Anordnung kann die Rolle 7 auf dem Stift 6 rollen,
der ihr als Stütz- oder
Gegenkraftorgan dient. Diese Rolle 7 wirkt ebenfalls mit
dem konvexen Rand 2b der Feststellklinke 2 zusammen,
der auf derjenigen Seite dieser Klinke angeordnet ist, welche dem
Standrad 1 gegenüberliegt.
Dieser Rand 2b dient ihr als Nockenfläche.
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Die 3A zeigt
im Schnitt insbesondere die Form des Übertragungshebels 12.
Er umfasst einen Gelenkabschnitt 12c, der mit einem Abschnitt
mit einem freien Ende 12d über einen Verbindungsabschnitt 12e verbunden
ist, der im Verhältnis
zu den Abschnitten 12c und 12d rechtwinklig gebogen
ist. Der Sektor 9 ist auf dem Stift 10 in Überlagerung
im Verhältnis
zum Gelenkabschnitt 12c des Hebels 12 montiert.
Auf diese Weise grenzt der Rand 9b des Sektors 9 an
den Verbindungsabschnitt 12e an, der so als Anschlag für den Sektor 9 dient.
Die Feder 13 beansprucht den Hebel 12 derart,
dass dieser sich auf dem Anschlag abstützen kann, der durch den Verbindungsabschnitt 12e gebildet
wird.
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Die
Funktionsweise dieser Vorrichtung zur Betätigung einer Standbremse wird
nun mit Hilfe der 2 bis 6 beschrieben,
in welchen identische Bezugszeichen jedes Mal identische Elemente
bezeichnen.
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Zunächst wird
in 2 angenommen, dass der Fahrer einen Befehl zur
Immobilisierung seines Fahrzeugs auslöst. Zu diesem Zweck verstellt
er das Wählelement
der Untersetzung B von der Position R zur Position P. In der 2 wird
folglich der Sektor 9 gerade in Richtung des Pfeils f1
verstellt. Die Feder 13 übt eine Kraft auf den Hebel 12 in
Richtung des Pfeils f2 aus, wobei sie den Kontakt zwischen letzterem
und dem Sektor 9 auf der Höhe des Anschlags 12e beibehält (Pfeil
f3).
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Auf
diese Weise wird der Träger 5 drehend
in Richtung des Pfeils f4 mitgenommen, da der aktive Rand 12b des
Hebels 12 die Rolle 7 wegdrückt. Da der letztere sich wiederum
in Kontakt mit dem konvexen Rand 2b der Feststellklinke 2a befindet,
verschwenkt sich letztere in Richtung des Pfeils f5 entgegen der
Wirkung der Feder 4. Es wird angenommen, dass die Kraft
der Feder 13 größer ist
als diejenige der Feder 4.
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Daraufhin
können
sich zwei Situationen ergeben. Entweder befindet sich der Zahn 2a der
Feststellklinke 2 gegenüber
einer Lücke 1b des
Standrads 1, oder er befindet sich gegenüber eines
Zahns 1a dieses Rades.
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Die 3 veranschaulicht
den ersten Fall. Man sieht, dass der Sektor 9 des Wählelements
sich verstellt hat und sich auf der Kerbe P verriegelt hat, die
gegenüber
die Positioniervorrichtung 11 gebracht wurde. Die Feder 13,
welche weiterhin den Kontakt zwischen dem Sektor 9 und
dem Nebel 12 beibehält, hat
die Rolle 7 noch mehr weggedrückt und hat die Feststellklinke 2 verschwenkt,
deren Zahn 2a schließlich
in die Lücke 1b eingreift,
die ihm gegenüberliegt.
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Jedoch
ist der Rand 12b des Hebels dann der Rolle 7 entglitten,
während
er weiterhin den Träger 5 verschwenken
lässt.
Die Rolle 7 ihrerseits ist um den Stift 6 gerollt,
wobei sie gleichzeitig den Rand 2b hochgestiegen ist, der
die Nocke der Feststellklinke 2 bildet. Am Ende findet
sich die Rolle 7 verriegelt wieder, unter der dreifachen
Wirkung der Feststellklinke 2, des Stiftes 6 und
des Hebels 12, die auf sie jeweilige Gegenkräfte R1,
R2 und R3 über
Kontaktmantellinien ausüben,
die ungefähr
regelmäßig um die
Achse der Rolle 7 verteilt sind. Die durch das Standrad 1 auf
die Feststellklinke 2 ausgeübte Kraft wird so einerseits
durch den Stift 6 und andererseits durch den Hebel 12 aufgenommen,
wobei die Anordnung derartig ist, dass die Gegenkraft R3, die von dem
Hebel 12 auf die Rolle 7 ausgeübt wird, durch die Achse des
Stiftes 10 geht. Auf diese Weise wird in der Konfiguration
mit angezogener Bremse keinerlei Drehmoment auf den Hebel 12 ausgeübt, wobei die
Gesamtheit im Gleichgewicht ist.
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Man
kann so eine effiziente Blockierung ohne Einklemmen des Standrads 1 erreichen,
wobei von nun an dessen Loslösen
nur noch eine sehr begrenzte Anstrengung erfordert. Die Teile der
Betätigungsvorrichtung
können
folglich relativ leicht und wenig sperrig sein.
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Jedoch
kann es ebenfalls vorkommen, dass der Zahn 2a der Feststellklinke 2 auf
einen Zahn 1a des Standrads 1 trifft, während der
Fahrer die Position P des Sektors 9 auswählt.
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In
diesem Fall ist der Beginn der Funktionsweise der Betätigungsvorrichtung
derselbe wie vorher bezüglich
der 2 beschrieben. Jedoch, sobald (4)
der Zahn 2a mit dem Zahn 1a des Rades 1 in Berührung tritt,
bewirkt der Fortgang der Schwenkbewegung des Sektors 9 die
Trennung auf der Höhe des
Anschlags 12e des Sektors 9 und des Hebels 12, während die
Feder 13 sich von einer Länge L1 (4) auf eine
Länge L2
(5) verlängert.
Dieser Zustand bildet eine Wartekonfiguration der Betätigungsvorrichtung
DC.
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Diese
Wartekonfiguration dauert an, solange das Standrad 1 sich
nicht gedreht hat, und natürlich auch,
solange die Position P des Sektors 9 beibehalten wird.
Jedoch wird, sobald in diesem Zustand sich das Fahrzeug sehr leicht
fortbewegt, das Standrad 1 drehend mitgenommen, so dass
es eine Lücke 1b vor
den Zahn 2a der Feststellklinke 2 bringt. Die
Feder 13 bringt dann sofort die Teile der Vorrichtung in die
Konfiguration der 3, wobei der Sektor 9 und der Übertragungshebel 12 wieder
in Anschlag kommen.
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Die 6 veranschaulicht
den Vorgang des Lösens
der Standbremse. Der Sektor 9 wird dann in Richtung des
Pfeils f6 verstellt, wobei die Kerbe P von der Kugel der Positioniervorrichtung 11 freikommt.
Daraus folgt ein Verschwenken der durch den Sektor 9 und
den Hebel 12 gebildeten Gesamtheit (Pfeil f7), wobei letztere
mit der durch den Träger 5 getragenen
Rolle 8 in Berührung
kommt. Letztere verstellt sich folglich, um die Rolle 7 von
der Feststellklinke 2 zu befreien, wodurch letztere das
Standrad 2 unter der Wirkung der Feder 4 freigibt.
Der Hebel 12 kann die Rolle 7 ohne nennenswerte
Anstrengung verlassen, da die Reibungskräfte minimal sind.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform
beschränkt,
die nur beispielhaft ausgewählt
wurde.