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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Feststellbremseinrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Eine derartige elektromotorische
Feststellbremseinrichtung ist beispielsweise aus der WO 98/56633
A1 bekannt, mit einer einen motorischen Antrieb aufweisenden Stelleinheit
zum Anziehen oder Lösen
des zu den Fahrzeugbremsen führenden Betätigungszuges.
Dabei ist eine Kraftmesseinrichtung vorgesehen, die die auf den
Betätigungszug durch
die Stelleinheit ausgeübte
Kraft vermittels einer Relativverschiebung zwischen Betätigungszug und
der Stelleinheit erfasst, um daraus die jeweils wirkende Kraft zu
ermitteln. Die Ausgangssignale der Kraftmesseinrichtung können einer
Steuer- oder Regelvorrichtung für
den elektromotorischen Antrieb zugeführt werden, so dass der Antrieb
bei Übereinstimmung
eines Sollwertes mit einem Istwert der Kraft abschaltbar ist.
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Diese bekannte Feststellbremseinrichtung hat
sich in der Praxis bereits bewährt.
Allerdings wäre es
wünschenswert,
wenn eine konstruktiv einfach aufgebaute Überlastsicherung vorhanden
wäre, welche
auf übermäßige Krafteinwirkungen
auf die Bremseinrichtung des Fahrzeuges, wie beispielsweise im Falle
eines Einfrierens der Bremseinrichtung während der kälteren Jahreszeiten, reagiert.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Feststellbremseinrichtung mit den eingangs genannten
Merkmalen dahingehend weiterzubilden, dass eine konstruktiv einfache
und zuverlässige Überlastsicherung
erreicht wird.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch
eine Feststellbremseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches
1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis
14.
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Erfindungsgemäß stehen Stelleinheit und Übertragungsglied
unter der Wirkung einer Federvorspannung, welche bei Überschreiten
einer vorgegebenen Maximalkraft auf das Übertragungsglied eine Relativbewegung
zwischen Stelleinheit und Übertragungsglied
zulässt.
Dieser Verschiebeweg zwischen Stelleinheit und Übertragungsglied lässt sich
in einfacher Weise detektieren, um die elektromotorische Stelleinheit
der Feststellbremseinrichtung abzuschalten und/oder beispielsweise
zu reversieren. Eine Überlastung
der Bremseinrichtung ist damit ausgeschlossen.
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Konstruktiv besonders günstig ist
es nach der Erfindung, wenn ein in einer topfförmigen Aufnahme verschiebbar
geführtes
und mit der Stelleinheit in Wirkverbindung stehendes Stellglied
vorgesehen ist, wobei das Stellglied und die mit dem Übertragungsglied
in Wirkverbindung stehende Aufnahme bis zum Überschreiten der vorgegebenen
Maximalkraft vermittels der Federvorspannung in einer Ausgangsstellung
gehalten sind. Eine solche Überlastbegrenzungseinrichtung
lässt sich,
beispielsweise schwimmend, im Strang des Übertragungsgliedes, beispielsweise
im Bremszugstrang, integrieren. Denkbar ist es auch, dass der Aktuator
der Stelleinheit unmittelbar mit dem Stellglied verbunden ist oder
das Stellglied bildet und das Übertragungsglied
beziehungsweise der Bremszug an der Aufnahme angreift.
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Vorzugsweise ist die Federvorspannung
und damit die jeweils zulässige
Maximalkraft einstellbar.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wirkt
die Federvorspannung in axialer Richtung zwischen Stellglied und
Aufnahme, so dass die den Überlastschutz
bildende Kraftrichtung der Feder und die Bewegungsrichtung von Stellglied
und Aufnahme in einer Ebene liegen. Hierdurch ergibt sich eine besonders
präzis
wirkende und hinsichtlich der Maximalkraft einfach einstellbare Überlastsicherung.
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Dabei kann ein unter Vorspannung
stehendes Federelement zwischen einem Widerlager an dem in die Aufnahme
hineinragenden Abschnitt des Stellgliedes und einem die topfförmige Aufnahme
abschließenden
Endstück
eingespannt sein. Im Überlastfall
wird das unter Vorspannung stehende Federelement gestaucht, so dass
das Stellglied und die Aufnahme die entsprechende Relativbewegung
ausführen.
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Als besonders günstig hat sich eine erfindungsgemäße Ausgestaltung
erwiesen, bei welcher ein unter Vorspannung stehendes Federelement
zwischen einem Widerlager, das auf dem in die topfförmige Aufnahme
hineinragenden Abschnitt des Stellgliedes verschiebbar geführt ist,
und dem Boden der topfförmigen
Aufnahme eingespannt ist, wobei zwischen dem Widerlager und dem
die topfförmige
Aufnahme abschließenden
Endstück
Stützmittel
vorgesehen sind, welche bei Überschreiten der
Maximalkraft eine dem Federelement entgegengerichtete Kraft auf
das Widerlager ausüben.
Auch bei dieser Ausgestaltung wird das vorgespannte Federelement wiederum
gestaucht, was zu einer Verschiebung zwischen Übertragungsglied und Stellglied
führt.
Durch den Einsatz des Stützmittels
wird die Ansprechcharakteristik des erfindungsgemäßen Überlastschutzes wesentlich
verbessert, so dass der Überlastfall
noch besser detektiert werden kann.
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Konstruktiv besonders günstig ist
es, wenn die Abstützmittel
Kugelsegmente aufweisen, welche in korrespondierende Ausnehmungen
des Stellgliedes eingreifen und bei Überschreiten der Maximalkraft
unter radialem Ausweichen nach außen das Widerlager in Richtung
des Bodens der topfförmigen Aufnahme
verschieben. Die Kugelsegmente lassen sich ohne große Reibungsverluste
in die aus den Ausnehmungen am Stellglied ausgerückte Stellung überführen, was
sich ebenfalls günstig
auf die Ansprechcharakteristik des Überlastschutzes auswirkt.
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Die Einstellung der Federvorspannung
lässt sich
bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
in besonders einfacher Weise dadurch realisieren, dass das Endstück axial
verstellbar in der topfförmigen
Aufnahme aufgenommen, vorzugsweise mittels eines Gewindes ein- und
ausschraubbar ist.
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Nach einer anderen Ausgestaltung
der Erfindung ist es auch möglich,
dass Stellglied und Aufnahme mittels einer radial auf das Stellglied
wirkenden Federvorspannung in der anfänglichen Ausgangsstellung verharren,
wobei die radiale Federvorspannung beispielsweise als Kugelrastverbindung
ausgebildet sein kann.
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Dabei hat es sich als konstruktiv
besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Stellglied an seinem in die
Aufnahme hineinragenden Abschnitt eine radial nach außen führende Anlaufschräge für unter
Federvorspannung stehende Kugelsegmente aufweist, der Art, dass
bei Überschreiten
der vorgegebenen Maximalkraft auf das Übertragungsglied die Kugelsegmente über die
Anlaufschräge
radial nach außen ausweichen
können.
Der Vorteil dieser Ausführungsform
ist ihr kompakter Aufbau. Die Einstellung der Maximalkraft lässt sich
dabei durch Einstellen der Andruckkraft für die Kugelsegmente erreichen.
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Nach der Erfindung ist es auch vorgesehen, dass
im Verschiebeweg des mit dem Stellglied verbundenen Widerlagers
beziehungsweise eines am Stellglied angeordneten Bundes ein Schaltelement vorgesehen
ist, welches bei Überschreiten
einer vorgegebenen Wegstrecke s durch das Widerlager beziehungsweise
den Bund betätigt
wird und somit ein Schaltsignal zur Steuerung des Motors der Stelleinheit
liefert. Das Schaltelement kann beispielsweise als mechanischer
Schalter ausgebildet sein.
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Durch die Erfindung ist es auch möglich, etwa
vorhandene oder sich im Laufe der Zeit ergebende Seillosen des Übertragungsgliedes
beziehungsweise Betätigungszuges
zu kompensieren. Hierzu wird für
den Verschiebeweg ein Referenzpunkt vorgesehen, so dass sich der
jeweilige Verschiebeweg des Aktuators der Stelleinheit, beispielsweise
seiner Spindel, ermitteln lässt
und die Spindel um den entsprechenden Verschiebeweg wieder zurückgefahren
und damit eventuell vorhandene Seillosen des oder der Betätigungszüge ausgeglichen
werden können.
Damit ist es möglich,
die Feststellbremseinrichtung komplett zu lösen, auch wenn sich beispielsweise
das Seil des Betätigungszuges
gelängt hat.
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Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale
und Anwendungsmöglichkeiten
der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der
Ausführungsbeispiele
anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder
bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller
Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von
ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Es zeigen:
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1 eine
mögliche
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Überlastsicherungseinrichtung für eine Feststellbremsanlage,
im unbelasteten Zustand,
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2 die Überlastsicherungseinrichtung
gemäß 1 bei Beginn einer Überbelastung,
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3 die Überlastsicherungseinrichtung
gemäß 1, jedoch im Überlastfall,
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4 bis 6 eine weitere Ausführungsform
einer möglichen Überlastsicherungseinrichtung
nach der Erfindung im nicht belasteten Zustand, bei Beginn der Überlastung
und im Überlastfall,
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7 bis 9 eine weitere Ausführungsform
einer möglichen Überlastsicherungseinrichtung
für eine
Feststellbremsanlage nach der Erfindung im unbelasteten Zustand
sowie bei Überschreiten
der maximal zulässigen
Belastung bis zur maximalen Relativverschiebung zwischen Stellglied
der Feststellbremsanlage und Anlenkung des Betätigungszuges.
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Die in den Figuren dargestellten Überlastsicherungseinrichtungen
dienen zur Vermeidung einer Überlastung
der Feststellbremseinrichtungen eines Fahrzeuges, wenn beispielsweise
die Betätigungszüge der zu
den Radbremsen führenden
durch den motorischen Antrieb der Stelleinheit zu stark beansprucht
werden.
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Eine solche Stelleinheit ist beispielsweise aus
der WO 98/56633 A1 bekannt. Sie weist einen Elektromotor auf, welcher
beispielsweise über
eine Spindel einen verstellbaren Aktuator zum Anziehen und Lösen des
oder der Betätigungszüge der Bremseinrichtung
betätigt.
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Die Kraftbegrenzungseinrichtung gemäß 1 bis 3 weist ein in einer topfförmigen Aufnahme 2 verschiebbar
geführtes
und mit der Stelleinheit beziehungsweise deren Aktuator in Wirkverbindung stehendes
Stellglied 1 auf. Das in Art einer Kolbenstange ausgebildete
Stellglied 1 ist in einer Bohrung 3 eines die
topfförmige
Aufnahme 2 abschließenden Endstücks 4 geführt. Wie
aus 1 ersichtlich, weist die
topfförmige
Aufnahme 2 eine Einrichtung zur Aufnahme des (nicht dargestellten) Übertragungsgliedes beziehungsweise
des Bremszuges auf.
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An dem in die Aufnahme 2 beziehungsweise deren
Zylinderraum hineinragenden Abschnitt des Stellgliedes 1 ist
ein Widerlager 5 in Art eines Kolbens gebildet, wobei zwischen
diesem Widerlager 5 und dem die topfförmige Aufnahme 2 abschließenden Endstück 4 ein
unter Vorspannung stehendes Federelement 6 eingespannt
ist.
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In Ausgangsstellung drückt das
Federelement 6 das Stellglied 1 über das
Widerlager 5 gegen die Abstützfläche beziehungsweise den Boden 7 der topfförmigen Aufnahme 2.
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Wenn nun auf den zu den Radbremsen
führenden
Betätigungszug
vermittels der elektromotorischen Stelleinheit eine Kraft ausgeübt wird,
welche eine vorgegebene Maximalkraft überschreitet, beginnt das Stellglied 1 beziehungsweise
das auf ihm angeordnete Widerlager 5 sich von dem Aufnahmeboden 7 abzuheben,
wie dies in 2 dargestellt
ist. Dabei kann sich das Widerlager 5 gegenüber der
Abstützfläche beziehungsweise
dem Aufnahmeboden 7 um eine vorgegebene Wegstrecke s verschieben, welche
den Überlastfall
kennzeichnet. Dieser Verschiebeweg s lässt sich in einfacher Weise
delektieren, so dass zur Vermeidung einer Beschädigung der Bremseinrichtung
ein Abschalten der Stelleinheit beziehungsweise ihr Reversieren
mit Zurückfahren
des Stellgliedes 1 und damit Lösen des zu den Radbremsen führenden Übertragungsgliedes
erreicht werden kann. Insoweit kann ein im Verschiebeweg des Widerlagers 5 angeordnetes
(nicht dargestelltes) Schaltelement vorgesehen sein, welches bei Überschreiten
der vorgegebenen Wegstrecke s durch das Widerlager 5 betätigt wird
und somit das Signal zum Abschalten der Stelleinheit beziehungsweise
zum Reversieren mit Zurückfahren
des Stellgliedes liefert.
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Die Einstellung der Maximalkraft
erfolgt dadurch, dass das Endstück 4 mittels
eines Gewindes 8 in oder aus der topfförmigen Aufnahme 2 geschraubt
wird.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß den 4 bis 6 weist ein unter Vorspannung stehendes
Federelement 11 auf, das zwischen einem Widerlager 12, das
auf dem in die topfförmige
Aufnahme 2 hinein ragenden Abschnitt des Stellgliedes 1 verschiebbar
geführt
ist, und dem Boden 7 der topfförmigen Aufnahme eingespannt
ist. Zwischen dem Widerlager 12 und einem die topfförmige Aufnahme
abschließenden
Endstück 4 sind
Stützmittel
vorgesehen, welche beim Überschreiten
der Maximalkraft eine dem Federelement 11 entgegengerichtete
Kraft auf das Widerlager 12 ausüben. Die Stützmittel sind bei dem hier
gewählten
Ausführungsbeispiel
durch Kugelsegmente 9 gebildet, welche an einem Abstützelement 20 an
dem Endstück 4 anfliegen
und im unbelasteten Zustand der Feststellbremseinrichtung in eine
korrespondierende Ausnehmung 10 des Stellgliedes 1 eingreifen.
Die Abstützelemente 20 weisen
ebenfalls eine mit den Kugelsegmenten 9 korrespondierende Ausnehmung
auf, um eine prozesssichere Führung der
Kugelsegmente 9 zu gewährleisten.
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Wird nun auf den zu den Radbremsen
führenden
Betätigungszug
mittels der elektromotorischen Stelleinheit eine Kraft ausgeübt, welche
eine vorgegebene Maximalkraft überschreitet,
wird das Stellgliedes 1 aus der topfförmigen Aufnahme 2 herausgezogen.
Die Kugelsegmente 9 treten dabei aus der Ausnehmung 10,
beispielsweise einer Ringnut, heraus und stützen sich an dem Widerlager 12 und dem
ringförmigen
Abstützelement 20 beziehungsweise
der Ausnehmung 18 ab. Da das Abstützelement 20 an dem
die topfförmige
Aufnahme 2 abschließenden
Endstück 4 fixiert
ist, verschieben die Kugelsegmente 9 das Widerlager 12 in
Richtung des Bodens 7 der topfförmigen Aufnahme 2,
wodurch sich die Wegstrecke s beziehungsweise der Abstand zwischen
dem Abstützelement 20 und
dem Widerlager 12 vergrößert und
der Überlastfall
gekennzeichnet wird, so dass die Stelleinheit abgeschaltet beziehungsweise
reversiert werden kann. Auch insoweit kann es sich empfehlen, im
Verschiebeweg des Widerlagers 5 ein Schaltelement anzuordnen,
welches bei Überschreiten
der Wegstrecke s durch das Widerlager 12 betätigt wird
und den Überlastfall
als Steuersignal liefert.
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Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel
gemäß 7 bis 9 ist die Kolbenstange beziehungsweise
des Stellgliedes 1 wiederum in dem Endstück 4 des
Zylinders beziehungsweise der Aufnahme 2 innerhalb einer
Bohrung 3 geführt.
Eine weitere Führung 21 des
Stellgliedes 1 erfolgt innerhalb des Zylinders 2 im
Bereich des eintauchenden Endabschnittes. Vor diesem zweiten Führungsabschnitt
besitzt der Kolben beziehungsweise das Stellglied 1 eine Anlaufschräge 13 für von radial
außen
mittels Federn 16 angepresster Kugelsegmente 14.
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Im nicht belasteten Zustand der Einrichtung bis
zur Stellung, ab welcher eine vorgegebene Maximalkraft überschritten
wird, befinden sich die Kugelsegmente 14 in Anlagestellungen
an den Anlaufschrägen 13 des
Stellgliedes 1. Bei Überschreiten der
Maximalkraft gleiten die Kugelsegmente 14 über die
Anlaufschrägen 13 radial
nach außen,
um schließlich
an den Führungsflächen des
Stellgliedes 1 anzuliegen, was in 9 dargestellt ist. Dabei verringert sich
der Weg s zwischen einem Bund 19 der Kolbenstange 1 und
dem Endstück 4 des
Zylinders beziehungsweise der Aufnahme 2. Diese Relativverschiebung
dient wiederum als Signal für
den Überlastfall,
um die Stelleinheit abzuschalten beziehungsweise zu reversieren.
Hierfür
kann wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen im Verschiebeweg
des Bundes 19 der Kolbenstange ein mechanischer Schalter
vorgesehen sein, welcher bei Überschreiten
der Wegstrecke s durch den Bund 19 betätigt wird und das Abschalt-
oder Reversiersignal für die
Stelleinheit liefert.
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Wie aus den 7 bis 9 ersichtlich,
lässt sich
die Vorspannkraft der Federn 16 durch Einstellschrauben 17 variieren.
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- 1
- Stellglied
- 2
- Aufnahme
- 3
- Bohrung,
Führung
- 4
- Endstück
- 5
- Widerlager
- 6
- Federelement
- 7
- Boden
- 8
- Gewinde
- 9
- Kugelsegment
- 10
- Ausnehmung
- 11
- Federelement
- 12
- Widerlager
- 13
- Anlaufschräge
- 14
- Kugelsegment
- 15
- Kugelrastverbindung
- 16
- Feder
- 17
- Einstellschraube
- 18
- Ausnehmung
- 19
- Bund
- 20
- Abstützelement
- 21
- Bohrung,
Führung