DE102006058836A1

DE102006058836A1 - Bremsenaktuator

Info

Publication number: DE102006058836A1
Application number: DE102006058836A
Authority: DE
Inventors: Werner Schadler
Original assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Current assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2008-06-19
Also published as: US20080141818A1; JP2008232427A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremsaktuator zur Betätigung einer mechanischen Bremse eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer drehbaren Abtriebseinrichtung. Die Abtriebseinrichtung ist zum Anziehen eines an der Bremse angreifenden Zugmittels ausgebildet, wobei für jede Drehstellung der Abtriebseinrichtung das Zugmittel an einem wirksamen Anlenkpunkt mit der Abtriebseinrichtung zusammenwirkt. Die Abtriebseinrichtung weist eine derartige Gestalt auf, dass das Zugmittel bei einer Drehung der Abtriebseinrichtung mit konstanter Winkelgeschwindigkeit eine variable Anzugsgeschwindigkeit erfährt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aktuator zur Betätigung einer Feststellbremse, insbesondere einer elektromechanischen Parkbremse eines Kraftfahrzeugs, welcher zumindest eine Abtriebseinrichtung aufweist, welche um eine Achse gedreht werden kann und zum Anziehen eines an der Bremse angreifenden Zugmittels, beispielsweise eines Drahtseils eines Bowdenzugs oder eines Stahlbandes, zur Betätigung der Bremse des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.
Herkömmlich wird die Parkbremse eines Kraftfahrzeugs rein mechanisch durch die Betätigung eines Handhebels aktiviert, wobei ein Zugmittel in Form eines Drahtseils auf ein scheibenförmiges kreisrundes Abtriebselement aufgespult wird. Durch dieses Aufspulen des Drahtseils wird darin eine Zugkraft erzeugt, mit der letztendlich die zugeordnete Fahrzeugbremse aktiviert wird. Alternativ dazu sind auch elektromechanische Parkbremsen bekannt, bei denen das Zugmittel mit Hilfe eines Elektromotors aufgespult wird.
Bei dieser herkömmlichen Ausbildung des Abtriebselements in Form einer kreisrunden Scheibe ist die Verkürzung des Drahtseils im Wesentlichen proportional zur Verdrehung des Abtriebselements. Darüber hinaus ist die Zugkraft, welche sich mit solch einem herkömmlichen Abtriebselement bei einem vorgegebenen Drehmoment auf das Drahtseil aufbringen lässt, konstant. Da jedoch beim Anziehen einer Parkbremse etwa während der ersten zwei Drittel der Anzugszeit eine verhältnismäßig große Verkürzung des Drahtseils mit einer verhältnismäßig geringen Zugkraft erzielt werden kann, wohingegen zum Ende der Anzugszeit das Drahtseil nur noch ver hältnismäßig wenig unter Aufbringung einer verhältnismäßig großen Zugkraft verkürzt wird, genügt der Ansatz unter Verwendung kreisrunder scheibenförmiger Abtriebselemente den Anforderungen, die an eine Parkbremse gestellt werden, nur in bedingtem Maße.
Um dem mit der Anzugszeit variierenden Kraftbedarf zu genügen, wurde in der Vergangenheit beispielsweise vorgeschlagen, die Parkbremsen über Motor gesteuerte (Doppel-)Spindeln zu betreiben. Dieser bekannte Ansatz ist jedoch in technischer Hinsicht verhältnismäßig aufwendig und dementsprechend teuer und fehleranfällig, weshalb ein Bedarf nach einem verbesserten Aktuator zur Betätigung einer (elektro-)mechanischen Bremse eines Kraftfahrzeugs besteht.
Außerdem kann es alternativ und/oder ergänzend wünschenswert sein, etwaige Links-/Rechts-Unsymmetrien auszugleichen, welche beispielsweise durch einen asymmetrischen oder außermittigen Einbau des Bremsaktuators in einem Kraftfahrzeug entstehen können.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aktuator zur Betätigung einer mechanischen Bremse eines Kraftfahrzeugs anzugeben, mit welchem sich bei vorgegebenem Drehmoment und/oder Drehgeschwindigkeit unterschiedlich große Verkürzungen des Drahtseils während des Anziehens der Bremse erzielen lassen. Insbesondere besteht ein Bedarf nach einem Bremsaktuator, mit welchem sich zu Beginn der Anzugszeit bei vorgegebenem Drehmoment und/oder Drehgeschwindigkeit eine Verkürzung des Drahtseils und gegen Ende der Anzugszeit mit demselben Drehmoment und/oder Drehgeschwindigkeit eine andere Verkürzung des Drahtseils erzielen lässt, um somit entweder dem über die Anzugszeit hinweg zunehmenden Kraftbedarf beim Anziehen der Bremse ge recht zu werden und/oder um etwaige Unsymmetrien ausgleichen zu können.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einem Aktuator zur Betätigung einer mechanischen Bremse eines Kraftfahrzeugs gelöst, welcher die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Insbesondere wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Aktuator zumindest eine drehbare Abtriebseinrichtung umfasst, welche eine derartige Gestalt aufweist, dass bei einer Drehung der Abtriebseinrichtung mit konstanter Winkelgeschwindigkeit das Zugmittel eine variable Anzugsgeschwindigkeit erfährt.
So lässt sich beispielsweise durch eine geeignete Formgebung der Abtriebseinrichtung das Ziel erreichen, dass die Anzugsgeschwindigkeit und damit die Verkürzung des Zugelements zu Beginn der Anzugszeit bei einem vorgegebenen Drehmoment, mit dem die Abtriebseinrichtung beaufschlagt wird (Antriebsmoment des Elektromotors), verhältnismäßig groß ist. Andererseits lässt sich durch eine geeignete Gestaltgebung der Abtriebseinrichtung erreichen, dass das Zugmittel gegen Ende der Anzugszeit nur noch mit einer geringen Anzugsgeschwindigkeit, dafür jedoch mit verhältnismäßig hohen Zugkräften beaufschlagt wird. Auf diese Weise lässt sich in der gewünschten Weise eine fein abgestufte Dosierung der Bremswirkung erzielen.
Die gewünschte Wirkung, derzufolge sich zu unterschiedlichen Zeitpunkten während des Anziehens der Bremse unterschiedlich große Verkürzungen des Zugmittel einstellen sollen, wird insbesondere dadurch erzielt, dass ein wirksamer Hebelarm, der dem Radius zwischen der Drehachse der Abtriebseinrichtung und dem wirksamen Anlenkpunkt des Zugmittels an der Abtriebseinrichtung entspricht, für verschiedene Drehstellungen eine unterschiedliche Länge aufweist. Im Falle eines Aufwickelns eines flexiblen Zugmittels auf der Abtriebseinrichtung ist als wirksamer Anlenkpunkt des Zugmittels derjenige Punkt zu verstehen, an dem das Zugmittel in tangentialer Richtung von der Abtriebseinrichtung abhebt. Das Zugmittel erstreckt sich dabei generell orthogonal zu dem genannten wirksamen Hebelarm.
Damit sich derart unterschiedlich lange wirksame Hebelarme einstellen können, kann die Abtriebseinrichtung beispielsweise eine konvex gewölbte Aufnahmebahn aufweisen, welche speziell ausgebildet ist, um darauf das Zugmittel aufnehmen oder -wickeln zu können. Die Wölbung der Aufnahmebahn kann eine variierende Krümmung und somit einen variierenden Wickelradius aufweisen. Das Zugmittel wird dabei tangential an die Aufnahmebahn der Abtriebseinrichtung herangeführt, wodurch es an Stellen mit einem großen Wickelradius mit einer hohen Anzugsgeschwindigkeit und umgekehrt an Stellen mit einem geringen Wickelradius mit einer geringeren Anzugsgeschwindigkeit betätigt wird. Durch die entsprechende Variierung der Krümmung bzw. des Wickelradius kann ein kontinuierlicher Übergang zwischen der ersten Betätigungsphase (hohe bzw. niedrige Anzugsgeschwindigkeit, geringe bzw. hohe Zugkraft) und der zweiten Betätigungsphase (geringe bzw. hohe Anzugsgeschwindigkeit, hohe bzw. geringe Zugkraft) realisiert werden.
Sofern im Zusammenhang mit der Erfindung auf ein "Aufwickeln" oder "Aufspulen" des Zugmittels Bezug genommen wird, muss hierbei keine vollständige Umdrehung der genannten Abtriebseinrichtung vorgesehen sein, sondern das Aufwickeln kann auch lediglich entlang eines begrenzten Drehwinkels erfolgen.
Um einen möglichst kontinuierlichen Übergang zwischen den hohen Anzugsgeschwindigkeiten, beispielsweise zu Beginn der Anzugszeit, und den verhältnismäßig geringen Anzugsgeschwindigkeiten, beispielsweise gegen Ende der Anzugszeit, sicherstellen zu können, kann die Aufnahmebahn der Abtriebseinrichtung einen ovalen Querschnitt, beispielsweise in Form einer Ellipse aufweisen. Hierbei kann es ausreichend sein, dass die Aufnahmebahn der Abtriebseinrichtung über einen Zentriwinkel von etwas mehr als 90° als Ellipsensektor oder Sektor eines Ovals ausgebildet ist. Auf diese Weise können die maximalen bzw. minimalen Anzugsgeschwindigkeiten infolge der minimalen bzw. maximalen Wickelradien erreicht werden, die solch ein Ellipsensektor bzw. ein Sektor eines Ovals in einem Bereich von 90° aufweist.
Um eine Variierung der Anzugsgeschwindigkeiten sowie der damit verbundenen Anzugskräfte erreichen zu können, kann alternativ oder zusätzlich die Drehachse, um die sich die Abtriebseinrichtung bei einer Betätigung des erfindungsgemäßen Aktuators dreht, so angeordnet sein, dass sie zum Mittelpunkt der umfänglichen Aufnahmebahn für das Zugmittel exzentrisch liegt. Mit anderen Worten fällt in diesem Fall der Mittelpunkt der Aufnahmebahn nicht mit der Drehachse der Abtriebseinrichtung zusammen. Der Mittelpunkt ist also desaxiert.
Zwar könnte die Abtriebseinrichtung beispielsweise als eine Art Scheibe mit einer abgesetzten Wickelspule als Aufnahmebahn ausgebildet sein, jedoch hat es sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform als vorteilhaft erwiesen, die Abtriebseinrichtung als Ring mit einer Innenverzahnung und einem Außenumfang (also als Hohlrad) auszubilden. Durch die Ausbildung der Abtriebseinrichtung als Hohlrad kann der Außenumfang des Rings als Aufnahmebahn zum Aufwickeln des Zugmittels verwendet werden. Die Innenverzahnung dient dahingegen dazu, die Abtriebseinrichtung in Form des Hohlrads über ein von einem elektrischen Getriebemotor an getriebenes Zahnrad anzutreiben, welches hierzu seinerseits mit der Innenverzahnung des Hohlrads kämmt.
Der gewünschte Ausgleich etwaiger geometrischer Unsymmetrien, welche beispielsweise durch einen asymmetrischen oder außermittigen Einbau des Bremsaktuators in einem Kraftfahrzeug entstehen können, lässt sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform auch dadurch erzielen, dass das Zugmittel an einem ersten Ende eines Hebels befestigt ist, welcher mit seinem zweiten Ende an der Abtriebseinrichtung angelenkt ist. Durch die gelenkige Anbringung des Hebels an der Abtriebseinrichtung kann sich der Hebel infolge einer Drehung der Abtriebseinrichtung zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung derart verschwenken, dass der wirksame Hebelarm des Zugmittels bezüglich der Drehachse in der ersten Stellung eine andere Länge als in der zweiten Stellung aufweist. Der Hebel tritt also während einer Drehung der Abtriebseinrichtung mit dieser in Wechselwirkung und legt sich insbesondere während des Anziehens an dieser an, wodurch das erste Ende des Hebels radial nach außen verschwenkt wird, woraus eine Vergrößerung des wirksamen Hebelarms resultiert.
Wie dem voranstehenden Absatz entnommen werden kann, stellt der Hebel gewissermaßen ein Koppelelement zwischen der Abtriebseinrichtung und dem Zugmittel dar. Solange sich der Hebel jedoch noch nicht an die Abtriebseinrichtung angelegt hat, fungiert er in gewissermaßen lediglich als Verlängerung des Zugmittels. In dieser ersten Stellung des Hebels entspricht daher der wirksame Anlenkpunkt des Zugmittels an der Abtriebseinrichtung der Anlenkstelle des zweiten Endes des Hebels an der Abtriebseinrichtung. Wenn sich der Hebel jedoch in der zweiten Stellung befindet und somit an der Abtriebseinrichtung anliegt, entspricht der wirksame Anlenkpunkt des Zugmittels der Befestigungsstelle des Zugmittels an dem ersten Ende des Hebels.
Um die gewünschte Vergrößerung des wirksamen Hebelarms unterstützend zu beeinflussen, kann der Hebel an seinem ersten Ende bezüglich der Drehachse der Abtriebseinrichtung radial nach außen gekrümmt sein. Zusätzlich kann der Hebel eine speziell auf die Gestalt der Abtriebseinrichtung abgestimmte Form aufweisen, um zumindest im Bereich seines zweiten Endes entlang eines Umfangsabschnitts der Abtriebseinrichtung anliegen zu können, so dass er keinen oder nur geringen Verformungen während des Anziehens der Bremse unterworfen wird.
Da (elektro-)mechanisch betätigbare Parkbremsen, welche mit dem erfindungsgemäßen Aktuator betätigt werden sollen, aus zumindest zwei Bremsen bestehen, die auf die beiden Räder einer Achse eines Kraftfahrzeugs wirken, ist in manchen Fällen ein Ausgleich geometrischer Unsymmetrien und/oder der Zugkräfte erwünscht, die zur Betätigung der beiden Radbremsen erforderlich sind.
Es ist deshalb bevorzugt, wenn der Aktuator zwei Abtriebseinrichtungen aufweist, die sich mittels einer gemeinsamen Kraftquelle (z.B. Elektromotor) in einer gegenläufigen Drehbewegung antreiben lassen, wobei zwischen den Abtriebseinrichtungen bzw. den hieran angebrachten Zugmitteln ein Kraft- bzw. Längenausgleich möglich ist.
Für einen solchen Aktuator ist es bevorzugt, wenn in der Ausgangsstellung (Bremsen gelöst) und/oder in der Betriebsstellung (Zugmittel angezogen) die beiden Abtriebseinrichtungen einen unterschiedlichen wirksamen Hebelarm besitzen (unterschiedlicher Radius zwischen der jeweiligen Drehachse und dem momentan wirksamen Anlenkpunkt des Zugmittels).
Hierdurch können nämlich an den beiden Zugmitteln unterschiedliche Zugkräfte bewirkt werden, beispielsweise um verschiedene Wirkungsgrade von Bowdenzügen auszugleichen. Zum Beispiel können die Hauptachsen zweier ovaler Abtriebseinrichtungen in der Ausgangsstellung des Aktuators um einen vorbestimmten Drehwinkel versetzt zueinander sein, oder die bereits erwähnten, an den Abtriebseinrichtungen angelenkten Hebel sind unterschiedlich ausgebildet.
Zur Herstellung des genannten Kraftausgleichs ist bereits ein Aktuator für die Betätigung zweier Organe mittels Zugkräften mit einer Kraftquelle und zwei um eine Achse gegensinnig rotierenden Teilen bekannt. Ein derartiger Aktuator wird beispielsweise in der WO 2006/066295 beschrieben. Beiden gegensinnig rotierenden Teilen dieses Aktuators sind jeweils Zugelemente zur Betätigung der Organe zugeordnet, auf die entgegengesetzt gerichtete Zugkräfte wirken, zwischen denen ein Ausgleich stattfinden soll, wobei die gegensinnig rotierenden Teile zwei unterschiedliche Ringe mit einer Innenverzahnung sind, welche jeweils mit einer verzahnten Zone von Zahnelementen wie beispielsweise Stirnrädern kämmen, welche ihrerseits mit der Kraftquelle verbunden sind. Bezüglich weiterer Details und insbesondere der speziellen konstruktiven Ausbildung dieses Aktuators wird auf die WO 2006/066295 verwiesen.
Dementsprechend zeichnet sich der erfindungsgemäße Aktuator der vorliegenden Erfindung gemäß einer anderen Ausführungsform durch eine weitere (zweite) drehbare Abtriebseinrichtung aus, welche ebenfalls zum Anziehen eines daran angebrachten Zugmittels geeignet ist, wobei dieses weitere Zugmittel in entgegengesetzter Richtung zu dem ersten Zugmittel wirkt und zur Betätigung eines anderen Organs, also einer anderen Bremse ausgebildet ist. Diese weitere Abtriebseinrichtung ist gleichartig zu der vorstehend erläuterten Abtriebseinrichtung ausgebildet, wobei die weitere Abtriebseinrichtung zur Erzielung des gewünschten Längen- oder Kraftausgleichs im Vergleich zu der erstgenannten Abtriebseinrichtung unterschiedlich geformt sein bzw. einen anderen wirksamen Hebelarm besitzen kann. Um den gewünschten Längen- oder Kraftausgleich zwischen den beiden Abtriebseinrichtungen bzw. den daran angeschlossenen Zugmitteln zu erreichen, sind die beiden Abtriebseinrichtungen über wenigstens ein mit jeweiligen Innenverzahnungen kämmendes Zahnelement miteinander gekoppelt. Die Zähneverhältnisse der beiden Abtriebseinrichtungen sollten unterschiedlich sein, um mittels einer gemeinsamen Antriebswelle eines Elektromotors eine relative Verdrehung der beiden Abtriebseinrichtungen bewirken zu können, d.h. die Verhältnisse der Zähnezahlen der jeweiligen Innenverzahnung und der zugehörigen Außenverzahnung sollten unterschiedlich gewählt werden.
Im Folgenden werden unterschiedliche Ausführungsformen erfindungsgemäßer Aktuatoren unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren im Detail erläutert. Hierbei sei betont, dass die Figuren lediglich zum besseren Verständnis der Erfindung dienen und insbesondere nicht als den Schutzbereich einschränkend aufgefasst werden dürfen, wobei:
1 eine schematische Skizze einer Fahrzeugachse mit dem erfindungsgemäßen Aktuator zeigt;
2a und 2b eine jeweilige Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abtriebseinrichtung zeigen;
3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abtriebseinrichtung in einer ersten Stellung zeigt;
4 die Abtriebseinrichtung der 3 in einer zweiten Stellung zeigt; und
5 und 6 jeweils eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Aktuators mit zwei Abtriebseinrichtungen zum Kraftausgleich zeigen.
In allen Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Komponenten mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.
In der 1 ist die Achse eines Kraftfahrzeugs angedeutet und mit 1 bezeichnet, ihr linkes Rad mit 2 und ihr rechtes Rad mit 3. Von einem erfindungsgemäßen Aktuator 4 mit einer Kraftquelle 5 führen Zugmittel (Drahtseile oder Bowdenzüge) 6, 7 zu den zu betätigenden Organen, hier Bremshebeln 8, 9, mit denen nicht dargestellte Radbremsen möglichst gleichzeitig und mit derselben Kraft betätigt werden sollen.
In der 2a ist eine Abtriebseinrichtung 21 des erfindungsgemäßen Aktuators in einer Ansicht dargestellt. In der hier dargestellten Ausführungsform ist die Abtriebseinrichtung 21 als ein Hohlrad ausgebildet und weist eine ovale Gestalt auf, was insbesondere anhand der Bemaßung abgelesen werden kann, wonach der Wickelradius A größer als der hierzu um 90° winkelversetzte Wickelradius B ist. An ihrem Innenumfang ist die ovale Abtriebseinrichtung 21 mit einer Innenverzahnung 21' versehen, welche nicht oval ist, sondern entlang einer Kreislinie verläuft, und welche zu der Drehachse 10' der Abtriebseinrichtung 21 konzentrisch ist. Am Außenumfang bildet die Abtriebseinrichtung 21 eine Aufnahmebahn 30 aus, auf der das Zugmittel 6 aufgewickelt werden kann, welches seinerseits am Befestigungspunkt P an der Abtriebseinrichtung 21 angeschlagen ist. Der Mit telpunkt M der ovalen Aufnahmebahn 30 ist bezüglich der Drehachse 10' versetzt (desaxiert).
Das Zugmittel 6 führt zu dem Bremshebel 9, wie dies die 2a zeigt. In der 2a befindet sich die Abtriebseinrichtung 21 in einer Stellung zu Beginn der Anzugszeit. Wird nun die Abtriebseinrichtung 21 mit Hilfe eines hier nicht dargestellten Getriebemotors und einem davon angetriebenen Zahnrad über die Innenverzahnung 21' um die Achse 10' gegen den Uhrzeigersinn gedreht, so führt dies dazu, dass auf das Zugmittel 6 eine Zugkraft zur Betätigung des Bremshebels 9 aufgebracht wird. Zu Beginn der Anzugszeit wird das aufgebrachte Drehmoment über den wirksamen Hebelarm "A" in eine Zugkraftkomponente in dem Zugmittel 6 umgewandelt. Infolge der Drehung der Abtriebseinrichtung 21 entgegen dem Uhrzeigersinn wird dieser wirksame Hebelarm bis zu einer Drehung von 90° immer kleiner, so dass der wirksame Hebelarm nach einer Drehung von 90° nur noch die Größe B aufweist. Die Abnahme des wirksamen Hebelarms von A zu B hat zur Folge, dass das Zugmittel 6 zu Beginn der Anzugszeit bei einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit der Abtriebseinrichtung 21 verhältnismäßig schnell angezogen wird, wohingegen es in einer um 90° gegen den Uhrzeigersinn gedrehten Stellung nur noch verhältnismäßig langsam angezogen wird. Andererseits reicht der verhältnismäßig große wirksame Hebelarm A zu Beginn der Anzugszeit aus, um die zu diesem Zeitpunkt noch nicht sehr große Bremshebelkraft zu überwinden. Gegen Ende der Anzugszeit wird die aufzubringende Bremskraft jedoch stetig größer. Dieser Zunahme der Bremskraft wird mit der Abnahme des wirksamen Hebelarms, welcher nach einer 90°-Drehung nur noch die Größe B aufweist, Rechnung getragen, so dass mit einem vorgegebenen Drehmoment größere Zugkräfte über den wirksamen Hebelarm B aufgebracht werden können.
Wie den voranstehenden Ausführungen entnommen werden kann, reicht es aus, die Aufnahmebahn 30 zum Aufwickeln des Zugmittels 6 nur bereichsweise in Form eines Ausschnitts aus einer Ellipse oder eines Ovals auszubilden.
Alternativ zur Ausbildung der Aufnahmebahn 30 der Abtriebseinrichtung 21 in Form eines Ovals kann die Abtriebseinrichtung 21 einschließlich der Aufnahmebahn 30 jedoch auch kreisförmig ausgebildet sein, und lediglich die Innenverzahnung 21 bzw. die Drehachse 10' werden exzentrisch zum Mittelpunkt M der kreisförmigen Abtriebseinrichtung 21 angeordnet, wie dies in der 2b gezeigt ist. Es kommt nämlich lediglich darauf an, dass der wirksame Hebelarm, gemessen vom Drehzentrum 10' hin zu dem wirksamen Anlenkpunkt, an dem das Zugmittel 6 sich von dem Außenumfang der Abtriebseinrichtung 21 bzw. von der Aufnahmebahn 30 löst, sich bei einer Drehung der Abtriebseinrichtung 21 verändert.
In den 3 und 4 ist eine andere Ausführungsform einer Abtriebseinrichtung 21 des erfindungsgemäßen Aktuators dargestellt. In der hier dargestellten Ausführungsform ist die Abtriebseinrichtung 21 scheibenförmig ausgebildet und weist im Wesentlichen zwei sich gegenüberliegende Halbkreisscheibenabschnitte mit unterschiedlichem Radius auf. In dem Halbkreisscheibenabschnitt größeren Durchmessers sind in regelmäßiger Teilung fünf Befestigungsöffnungen 34 ausgebildet, über welche die Abtriebseinrichtung 21 beispielsweise an einem Hohlrad befestigt werden kann.
An einer der mittleren Befestigungsöffnung 34 gegenüberliegenden Seite der Abtriebseinrichtung 21 ist ein leicht S-förmig geformter Hebel 32 an einer Anlenkstelle P der Abtriebseinrichtung 21 gelenkig angebracht. An dem freien Ende des Hebels 32 ist ein Zugmittel 6 befestigt, so dass im Falle, dass die Abtriebseinrichtung 21 beispielsweise mit Hilfe eines hier nicht dargestellten Getriebemotors einer Drehung im Uhrzeigersinn unterworfen wird, auf das Zugmittel 6 eine Zugkraft zur Betätigung eines Bremshebels aufgebracht werden kann.
Wie der 3 entnommen werden kann, ist dort das Zugmittel 6 in Folge der Zugkraftbeaufschlagung so ausgerichtet, dass seine Wirkungslinie direkt in Richtung des Anlenkpunkts P der Abtriebseinrichtung 21 ausgerichtet ist, so dass der wirksame Hebelarm B durch den Abstand zwischen der Drehachse 10' und dem Anlenkpunkt P repräsentiert wird.
Wird nun in Folge einer Drehung im Uhrzeigersinn damit fortgefahren, auf das Zugmittel 6 eine Zugbeanspruchung zur Betätigung einer Bremse 9 aufzubringen, so führt dies dazu, dass sich einerseits das freie Ende des Hebels 32 immer mehr dem kleinerem Halbkreisabschnitt der Abtriebseinrichtung 21 nähert. Wenn der Hebel 32 mit seinem bezüglich der Abtriebseinrichtung 21 konkaven Abschnitt am Außenumfang des kleineren Halbkreisscheibenabschnitts der Abtriebseinrichtung 21 anliegt, und mit der Drehung der Abtriebseinrichtung 21 weiter fortgefahren wird, führt dies dazu, dass der wirksame Hebelarm A zwischen der Drehachse 10' und dem freien Ende des Hebels 32 zu messen ist, wobei der wirksame Hebelarm A bei entsprechender Formgebung des Hebels 32 größer sein kann als der Hebelarm B zu Beginn der Anzugszeit.
Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass der Hebel 32 an seinem freiem Ende bezüglich der Drehachse 10 radial nach außen gekrümmt ist, so dass letztendlich in dem Zustand gemäß 4 der wirksame Anlenkpunkt des Zugmittels 6 an der Abtriebseinrichtung 21 der Befestigungsstelle des Zugmittels 6 an dem freien Endes des Hebels 32 entspricht und der wirksame Hebelarm A eine größere Länge aufweist als der wirksame Hebelarm B zu Beginn der Anzugszeit.
Unter Bezugnahme auf die 5 wird das Grundprinzip eines Aktuators mit zwei Abtriebseinrichtungen 21, 22 beschrieben, mit Hilfe derer ein Kraftausgleich zur gleichmäßigen Betätigung zweier Parkbremsen bewerkstelligt werden kann. Die in der 5 dargestellten Abtriebseinrichtungen 21, 22 entsprechen dabei den Abtriebseinrichtungen 21, wie sie zuvor unter Bezugnahme auf die 2a und 2b beschrieben worden sind.
In der 5 schließt sich unmittelbar an einen Elektromotor 5 eine Exzenterwelle 10 an, die als Planetenträger fungiert. Die Exzenterwelle 10 ist bezüglich eines nicht drehbaren Gehäuses 11 in Lagern 12, 13 gelagert. Ihre Achse und somit die Hauptachse des Aktuators 4 ist mit 10' bezeichnet, deren exzentrische Achse mit 10''. Auf dieser exzentrischen Achse 10'' ist ein Zahnelement 15 drehbar gelagert. Es besteht hier aus einem ersten Zahnrad 16 und einem zweiten Zahnrad 17, welche drehfest miteinander verbunden sind. Allgemeiner ausgedrückt, besteht das Zahnelement 15 aus einer ersten verzahnten Zone 16 und einer zweiten verzahnten Zone 17, wovon die erste 16 mit einem ersten Ring 21 mit Innenverzahnung 21' in Form einer erfindungsgemäßen Abtriebseinrichtung und die zweite 17 mit einem zweiten Ring 22 mit Innenverzahnung 22' ebenfalls in Form einer erfindungsgemäßen Abtriebseinrichtung kämmt. Die Ringe bzw. Abtriebseinrichtungen 21, 22 sind jeweils über eine Scheibe 23, 24 und Lager 25, 26 an der Exzenterwelle 10 gelagert. Die Doppelplanetenräder 16, 17 sowie die Hohlräder 21, 22 sind unterschiedlich groß dimensioniert, was unterschiedliche Verhältnisse der Zähnezahlen der jeweiligen Innenverzahnung und des zugehörigen Planetenrads zur Folge hat.
Somit bildet der Aktuator ein Exzenter-Umlaufgetriebe bestehend aus einem Planetenträger 10, einem oder mehreren über dem Umfang verteilten Doppelplanetenrädern 16, 17 und zwei Hohlrädern 21, 22. Die Hohlräder 21, 22 sind dabei in Form der zuvor unter Bezugnahme auf die 2a und 2b beschriebenen Abtriebseinrichtungen mit einem desaxierten Mittelpunkt der hier rinnenförmigen Aufnahmebahnen 30 ausgebildet. Wie aus der 5 ersichtlich ist, wird hierdurch ein variierender Wickelradius der Zugmittel 6, 7 (variierender Abstand des jeweiligen Angriffspunkts von der Drehachse 10') realisiert. Abweichend von der Darstellung gemäß 5 müssen die Aufnahmebahnen 30 natürlich nicht aus dem Gehäuse 11 herausragen, sofern die Zugmittel 6, 7 anderweitig, beispielsweise durch Öffnungen in dem Gehäuse, aus demselben herausgeführt werden.
Unter Bezugnahme auf die 6 wird abschließend das Grundprinzip eines Aktuators mit zwei Abtriebseinrichtungen 21, 22 beschrieben, welche in Wesentlichen den zuvor unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschriebenen Abtriebseinrichtungen 21, 22 entsprechen, wobei der Aktuator im Übrigen analog zu dem der 5 aufgebaut, so dass insofern darauf verwiesen werden kann.
In Abweichung zu den in den 3 und 4 gezeigten Abtriebseinrichtungen 21, 22 sind hier die Abtriebseinrichtungen 21, 22 als Hohlräder mit Innenverzahnungen 21' und 22' ausgebildet, welche analog zu der Ausführungform der 5 mit den Zahnrädern 16, 17 kämmen.
Wie der 6 entnommen werden kann, ragen die beiden Abtriebseinrichtungen 21, 22 durch entsprechende Öffnungen aus dem Gehäuse 11 heraus, so dass erst außerhalb des Gehäuses 11 die Hebel 32 an den Befestigungspunkten P der beiden Abtriebseinrichtungen angelenkt sind. Selbst verständlich können sich jedoch auch die Hebel 32 ins Innere des Gehäuses 11 erstrecken, um dort die Zugmittel 6, 7 an den Abtriebseinrichtungen 21, 22 anzulenken.
In 6 ist für die der 4 entsprechenden Drehstellung der jeweiligen Abtriebseinrichtung 21, 22 gezeigt, dass aufgrund unterschiedlicher Formgebung der beiden Hebel 32 für die Zugmittel 6, 7 unterschiedliche wirksame Hebelarme A1 bzw. A2 realisiert sind. In dem gezeigten Beispiel wird für das Zugmittel 7 somit bei gleichem Drehmoment eine höhere Anzugskraft erreicht als für das Zugmittel 6 (A₁ > A₂).
Ergänzend ist in 6 ein wirksamer Hebelarm B eingezeichnet, der für beide Zugmittel 6, 7 in der Drehstellung der Antriebseinrichtungen gemäß 3 gelten würde.

1: Achse
2: Rad links
3: Rad rechts
4: Aktuator
5: Kraftquelle
6: Zugmittel
7: Zugmittel
8: Bremshebel
9: Bremshebel
10: Exzenterachse
10': Drehachse der Abtriebseinrichtungen
10'': exzentrische Achse
11: Gehäuse
12: Lager
13: Lager
15: Zahnelement
16: erstes Zahnrad
17: zweites Zahnrad
21: erste Abtriebseinrichtung
21': Innenverzahnung
22: zweite Abtriebseinrichtung
22': Innenverzahnung
23: Scheibe
24: Scheibe
25: Lager
26: Lager
30: Aufnahmebahn
32: Hebel
34: Befestigungsöffnung
36: erstes Hebelende
38: zweites Hebelende
A: wirksamer Hebelarm
A₁: wirksamer Hebelarm
A₂: wirksamer Hebelarm
B: wirksamer Hebelarm
B₁: wirksamer Hebelarm
B₂: wirksamer Hebelarm
M: Mittelpunkt der Aufnahmebahn
P: Befestigungspunkt

Claims

Bremsaktuator (4) zur Betätigung wenigstens einer Feststellbremse eines Kraftfahrzeuges, mit zumindest einer drehbaren Abtriebseinrichtung (21) zum Anziehen eines an der Bremse angreifenden Zugmittels (6), wobei für jede Drehstellung der Abtriebseinrichtung (21) das Zugmittel (6) an einem wirksamen Anlenkpunkt mit der Abtriebseinrichtung (21) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebseinrichtung (21) eine derartige Gestalt aufweist, dass bei einer Drehung der Abtriebseinrichtung (21) mit konstanter Winkelgeschwindigkeit das Zugmittel (6) eine variable Anzugsgeschwindigkeit erfährt.
Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein wirksamer Hebelarm, der dem Radius zwischen der Drehachse (10') der Abtriebseinrichtung (21) und dem wirksamen Anlenkpunkt entspricht, für verschiedene Drehstellungen eine unterschiedliche Länge (A, B) aufweist.
Aktuator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (6) entlang einer Aufnahmebahn (30) der Abtriebseinrichtung (21) aufwickelbar ist.
Aktuator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebahn (30) eine variierende Krümmung aufweist.
Aktuator nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Aufnahmebahn (30) in einer Normalebene zu der Drehachse (10') der Abtriebseinheit (21) zumindest abschnittsweise einem Oval, insbesondere einer Ellipse entspricht.
Aktuator nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebseinrichtung (21) eine Drehachse (10') aufweist, welche bezüglich des Mittelpunkts (M) der Aufnahmebahn (30) versetzt ist.
Aktuator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (10') der Abtriebseinrichtung (21) mit dem Mittelpunkt (M) des Ovals bzw. der Ellipse zusammenfällt.
Aktuator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (6) an einem ersten Ende eines Hebels (32) befestigt ist, welcher mit seinem zweiten Ende an der Abtriebseinrichtung (21) angelenkt ist, um infolge einer Drehung der Abtriebseinrichtung (21) zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verschwenkbar zu sein, wobei in der ersten Stellung der wirksame Hebelarm des Zugmittels (6) bezüglich der Drehachse (10') der Abtriebseinrichtung (21) eine andere Länge als in der zweiten Stellung aufweist.
Aktuator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wirksame Anlenkpunkt des Zugmittels (6) an der Abtriebseinrichtung (21) in der ersten Stellung des Hebels (32) der Anlenkstelle des zweiten Endes des Hebels (32) an der Abtriebseinrichtung (21) entspricht, und in der zweiten Stellung des Hebels (32) der Befestigungsstelle des Zugmittels (6) an dem ersten Ende des Hebels (32) entspricht.
Aktuator nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (32) an seinem ersten Ende bezüglich der Drehachse (10') der Abtriebseinrichtung (21) radial nach außen gekrümmt ist.
Aktuator nach zumindest einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebseinrichtung (21) mittels eines Elektromotors antreibbar ist.
Aktuator nach zumindest einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine weitere drehbare Abtriebseinrichtung (22), welche zum Anziehen eines daran angebrachten, entgegen dem Zugmittel (6) der einen Abtriebseinrichtung (21) wirkenden weiteren Zugmittels (7) zur Betätigung einer anderen Bremse ausgebildet ist, wobei die weitere Abtriebseinrichtung (22) entsprechend der einen Abtriebseinrichtung (21) ausgebildet ist, und wobei die eine Abtriebseinrichtung (21) mit der weiteren Abtriebseinrichtung (22) derart kinematisch über wenigstens ein mit jeweiligen Innenverzahnungen (21', 22') der Abtriebseinrichtungen kämmendes Zahnrad (15) gekoppelt ist, dass ein Kraftausgleich zwischen den Zugmitteln (6, 7) stattfindet.
Aktuator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verhältnisse der Zähnezahlen der jeweiligen Innenverzahnung (21', 22') der Abtriebseinrich tungen (21, 22) und des zugehörigen Zahnrads (16, 17) unterschiedlich sind.
Aktuator nach Anspruch 12 oder 13 in Verbindung mit zumindest einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für die beiden Abtriebseinrichtungen (21, 22) der jeweilige Radius zwischen der Drehachse (10') der Abtriebseinrichtung und dem wirksamen Anlenkpunkt in der zweiten Stellung des jeweiligen Hebels (32) unterschiedlich ist.