DE19538108A1 - Arretiervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Arretiervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Arretiervorrichtungen mit einem "Ratschenmechanismus" sind allgemein bekannt. Der Ratschenmechanismus erzeugt einen Freigang in Zuspannrichtung, während eine Rückbewegung in der Gegenrichtung erst nach Betätigung einer Löseeinrichtung möglich ist. Da die Sperrklinke während der Zuspannbewegung an der Rast­ verzahnung entlanggleitet, entsteht ein ratterndes Geräusch, das in vielen Fällen unerwünscht ist.

So ist beispielsweise aus der DE 35 45 974 C1 ein Arretiermechanismus mit Rast­ verzahnung und Sperrklinke bekannt, bei dem zwischen den aufeinander auftref­ fenden Flächen von Sperrklinke und Rastverzahnung ein schwingungsdämpfender Werkstoff vorgesehen ist, der die unerwünschten Rastgeräusche während der Zu­ spannbewegung reduziert.

Des weiteren ist aus der EP 0 509 870 A1 eine Handbremsanlage eines Kraftfahr­ zeugs mit einer gattungsgemäßen Arretiervorrichtung bekannt. Der Handbremshe­ bel (erstes Element) weist eine mitbewegte Sperrklinke auf, die mit einem feststehenden Zahnsegment (Rastverzahnung am zweiten Element) zusammenwirkt. Zur Vermeidung von Geräuschen während der Zuspannbewegung ist die Sperrklinke mit einer Ummantelung aus Kunststoff versehen, die eine vorstehende Nase auf­ weist. Alternativ ist ein zusätzliches Zwischenstück aus Kunststoff eingesetzt. In beiden Fällen handelt es sich bei dem Kunststoff um ein verschleißfestes Material mit geringem Reibkoeffizienten. Die bekannte Trenneinrichtung ist zwischen der Sperrverzahnung der Sperrklinke und der Drehachse der Sperrklinke angeordnet. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß während der Zuspannbewegung die Sperrverzahnung der Sperrklinke durch die vorstehende Nase der Ummantelung bzw. das Zwischenstück von dem Zahnsegment abgehoben wird. In der Gegen­ richtung ist aufgrund der beschriebenen Anordnung der sichere Eingriff des Arretiermechanismus gegeben.

Nachteilig bei dieser bekannten Arretiervorrichtung ist, daß die vorstehende Nase der Ummantelung bzw. das Zwischenstück nach wie vor an dem Zahnsegment entlangstreift. Das in jedem Fall verbleibende Restgeräusch kann durchaus weiter als störend empfunden werden. Außerdem ergibt sich durch das Entlangstreifen des Kunststoffteils an der mehr oder weniger scharfkantigen Rastverzahnung ein nicht zu vernachlässigender Verschleiß am Kunststoffmaterial, der die Funktionssicherheit der bekannten Arretiervorrichtung vermindern kann bzw. nach entsprechender Betriebsdauer den Austausch der Trenneinrichtung erfordert. Außerdem bedingt die Ummantelung der Sperrklinke bzw. das zusätzliche Zwischenstück einen Zusatzaufwand und erhöht hierdurch die Herstell- und Montagekosten.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Arretiervorrichtung zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Kerngedanke ist es dabei, einen Mitnehmer an der Sperrklinke vorzusehen, der reibschlüssig außerhalb der Rastverzahnung angreift und hierdurch ein Abheben der Sperrklinke von der Rastverzahnung bewirkt. Da keinerlei Kontakt zwischen den Zähnen der Rastverzahnung und der Trenneinrichtung vorliegt, werden schnarrende Geräusche wie beim Stand der Technik mit Sicherheit vermieden. Außerdem unterliegt der Mitnehmer keinem nennenswerten Verschleiß, da ja die Trenneinrichtung erfindungsgemäß gerade nicht an den scharfkantigen Zähnen der Rastverzahnung entlanggleitet.

Die Rastverzahnung kann sowohl an dem beweglichen als auch an dem festste­ henden Element vorgesehen sein. Für die Sperrklinke gilt dies in analoger Weise. Die Sperrklinke ist in der Regel drehbar am beweglichen oder am feststehenden Element gelagert; eine Lagerung mit translatorischem Freiheitsgrad ist jedoch ebenso denkbar.

Gemäß Anspruch 2 bewirkt die Richtungsumkehr der Bewegung auch eine Rich­ tungsumkehr der Reibkraft, so daß die Sperrklinke zur Rastverzahnung hin verlagert wird. Durch die hiermit bewirkte sichere Verrastung ist eine hohe Funktionssicherheit gegeben.

Die an sich bekannte Anordnung gemäß Anspruch 3 bewirkt eine Vorspannung der Sperrklinke auf die Rastverzahnung, wodurch zwischen den beiden Elementen grundsätzlich eine Verrastung erzielt wird. Die durch die Trenneinrichtung erzeugte Reibkraft überwindet bei einer Relativbewegung der beiden Elemente in Zuspann­ richtung diese Vorspannung der Feder. Bei Bewegungsende erfolgt durch die Vorspannung der Feder sofort wieder der Eingriff der Sperrklinke in die Rastverzahnung.

Glattflächige Begrenzungsflächen nach Anspruch 4 liegen z. B. bei Zahnstangen oder Zahnsegmenten vor. Zahnstangen haben beispielsweise einen rechteck- oder dreieckförmigen Querschnitt mit glattflächigen Seitenflächen außerhalb der Rastverzahnung. Ebenso sind im Querschnitt kreisförmige oder kreisähnliche Zahn­ stangen gebräuchlich mit einem glattflächigen Zylindermantel außerhalb der Verzahnung. Die beschriebenen Begrenzungsflächen eignen sich in vorteilhafter Weise für die Anlage mit dem erfindungsgemäßen Federelement. Durch die Glatt­ flächigkeit der Begrenzungsflächen entstehen weder Geräusche während der Relativbewegung der beiden Elemente noch nennenswerte Verschleißerscheinungen. Auch bei Zahnsegmenten, die in der Regel scheibenförmig ausgebildet sind, mit einer stirnseitigen Verzahnung und mit großflächigen Seitenflächen zur Reibanlage mit dem Federelement, liegen die oben beschriebenen günstigen Voraussetzungen vor. Die Erfindung läßt sich also ohne weiteres bei den an sich bekannten Zahnstangen oder Zahnsegmenten bekannter Arretiervorrichtungen anwenden. Das Federelement kann in einfacher Weise hergestellt und an der Sperrklinke ange­ bracht werden, so daß nur geringe Zusatzkosten entstehen, bei gleichzeitig hoher Funktionssicherheit.

Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 zeichnet sich durch ihren einfachen Aufbau aus. Das eine Ende der Blattfeder ist hierbei an der Sperrklinke fixiert, während das andere Ende an zumindest einer Begrenzungsfläche anliegt. Bei den in der Regel symmetrisch aufgebauten Zahnstangen oder Zahnsegmenten bietet sich ein symmetrisch gestaltetes Federelement mit zwei Blattfederenden an, die beidseits der Rastverzahnung anliegen. Auch ein Umgreifen vor allem von zahn­ stangenförmigen Elementen ist möglich. Mit der Blattfeder liegt ein einfaches und kostengünstig herzustellendes Bauteil vor, das mit geringem Zusatzaufwand in bekannte Arretiervorrichtungen eingesetzt werden kann. Blattfedern zeichnen sich durch ihre hohe Funktionssicherheit auch bei langer Betriebsdauer aus.

Unter Umständen kann sich zwischen einem metallischen Federelement und dem mit der Rastverzahnung versehenen Element, das üblicherweise ebenfalls metal­ lisch ist, ein zu geringer Reibkoeffizient ergeben. Anspruch 6 sieht daher die Anbringung eines reibungserhöhenden Materials am Federelement vor, beispielsweise durch Verklebung oder Beschichtung.

Alternativ kann auch an dem mit der Rastverzahnung versehenen Element rei­ bungserhöhendes Material angebracht sein. Ebenso ist eine leichte Aufrauhung der Kontaktfläche(n) zwischen Federelement und Begrenzungsfläche möglich.

Anspruch 7 beschreibt eine bevorzugte Anwendung der Erfindung: Feststell­ bremsanlagen von Kraftfahrzeugen sind an der Betätigungseinrichtung für den Fahrer (Handbremshebel, Feststellpedal) mit einer Arretiervorrichtung versehen, meist mit einem Ratschenmechanismus. Während der Zuspannbewegung der Feststellbremse entsteht somit ein störendes Ratschengeräusch, sofern die Lö­ sereinrichtung nicht betätigt wird. Bei modernen Kraftfahrzeugen mit gestiegenen Anforderungen an den Komfort wird diese Geräuschentwicklung von den Kunden immer weniger akzeptiert. Die Erfindung läßt sich in besonders vorteilhafter Weise auf solche Feststellbremsanlagen anwenden, da die Trenneinrichtung äußerst wenig zusätzlichen Bauraum beansprucht und kostengünstig in Herstellung und Montag ist. Entscheidend ist in diesem Zusammenhang ferner, daß sich die Erfindung durch große Funktionssicherheit auszeichnet, so daß die hohen Sicherheits­ anforderungen an Bremsenbauteile in jedem Fall erfüllt werden.

Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher dargestellt und erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Arretiervorrichtung in vereinfachter Darstellung und

Fig. 2 eine Schnittdarstellung entsprechend der Schnittverlauflinie II-II in Fig. 1.

Die Arretiervorrichtung einer Feststellbremse in einem Kraftfahrzeug besteht aus einem ersten beweglichen Element in Form einer Zahnstange 1 sowie einem fest­ stehenden zweiten Element, das in seiner Gesamtheit mit 2 bezeichnet ist. Die Zahnstange 1 bildet beispielsweise einen Abschnitt eines nicht näher dargestellten Betätigungspedals einer fußbetätigten Feststellbremsanlage. Die Zahnstange 1 ist im Querschnitt etwa rechteckförmig und besitzt eine oberseitige Rastverzahnung 5 mit zahnförmigen Erhebungen 6 sowie seitliche Begrenzungsflächen 7. Das zweite Element 2 weist eine Sperrklinke 3 mit einer Drehachse 4 auf. Die Sperrklinke 3 ist als zweiarmiger Hebel ausgebildet. Der erste Hebelarm 8 ist an seinem Endab­ schnitt so gestaltet, daß er mit dem Rastverzahnung 5 zusammenwirken kann. Auf den zweiten Hebelarm 9 wirkt eine Feder 10, die sich an einem feststehenden Teil 24 des Fahrzeuges abstützt. Der Hebelarm 8 trägt darüber hinaus erfindungsge­ mäß eine etwa U-förmige Blattfeder 11, deren oberer Abschnitt den Hebelarm 8 umgreift und mittels einer Nietverbindung 12 an diesem festgelegt ist. Die beiden freien, abwärts gerichteten Endabschnitte 13 der Blattfeder 11 weisen abgewinkelte Fußabschnitte 14 auf, die über linienförmige Kontaktbereiche 22 an den seitlichen Begrenzungsflächen 7 der Zahnstange 1 anliegen.

Durch den Reibschluß zwischen den Kontaktbereichen 22 und den Begrenzungs­ flächen 7 entsteht bei einer Bewegung in Zuspannrichtung 15 eine Reibkraft 16, die die Blattfeder 11 mit der Zahnstange 1 mitbewegt. Die Reibkraft 16 greift in einem Abstand d zur Drehachse 4 an und erzeugt ein entgegen der Vorspannkraft der Feder 10 wirkendes Drehmoment. Hierdurch wird die Sperrklinke 3 gemäß dem Pfeil 17 verdreht. Durch diese Drehung wird die Sperrklinke 3 von der Rastverzahnung 5 abgehoben, so daß während der Zuspannbewegung Sperrklinke 3 und Rastverzahnung 5 außer Eingriff stehen. Hierdurch wird eine Relativbewegung zwischen den beiden Elementen 1 und 2 ohne ratterndes Geräusch ermöglicht.

Sobald die Bewegung in Zuspannrichtung 15 beendet wird, fällt das aus der Bewegung resultierende Drehmoment weg, so daß durch die Wirkung der Vorspannkraft der Feder 10 die Sperrklinke 3 unmittelbar wieder in die Rastverzahnung 5 einrastet und die Zahnstange 1 gegenüber der Sperrklinke 3 arretiert ist. Fig. 1 zeigt des weiteren eine Löseeinrichtung, die in Form einer Stange 18 an der Sperrklinke 3 angreift. Durch die Verschiebung der Stange 18 in Richtung des Pfeils 23 wird die Sperrklinke 3 gemäß der Richtung des Pfeils 17 verschwenkt, so daß die Arretierung gelöst ist. Während des Lösens der Feststellbremse muß durch die Stange 18 nicht nur die Vorspannkraft der Feder 10, sondern auch die Reibkraft 20 überwunden werden. Die Reibkraft 20 resultiert aus der Bewegung in Gegenrichtung 19 und erzeugt ein in Richtung des Pfeils 21 drehendes Moment. Durch die Drehung in Richtung des Pfeils 21 wird bei Beendigung der Bewegung in der Gegenrichtung 19 die Sperrklinke 3 zusätzlich in Richtung auf die Rastverzahnung 5 bewegt.

Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel kann selbstverständlich die Zahnstange 1 auch feststehend ausgebildet sein, während die Sperrklinke 3 mit der Betätigungseinrichtung (Handbremshebel, Feststellpedal) mitbewegt wird. Neben einer geraden Verzahnung kann auch ein Zahnsegment vorgesehen sein.

Claims (7)

1. Arretiervorrichtung, die in Zuspannrichtung eine Relativbewegung zwischen einem beweglichen ersten Element und einem feststehenden zweiten Ele­ ment ermöglicht und in der Gegenrichtung die beiden Elemente gegenein­ ander arretiert, mit

• - einer Rastverzahnung,
• - einer beweglich gelagerten Sperrklinke, die in die Rastverzahnung einrastet und
• - einer an der Sperrklinke angeordneten Trenneinrichtung, die wäh­ rend der Bewegung in Zuspannrichtung Sperrklinke und Rastver­ zahnung zueinander beabstandet, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung reibschlüssig mit einem außerhalb der Rastverzahnung (5) liegenden Bereich desjenigen Elements zusammenwirkt, das mit der Rastverzahnung (5) versehen ist, so daß bei Bewegung in Zuspannrichtung (15) eine Reibkraft (16) entsteht, durch die die Sperrklinke (3) von der Rastverzahnung (5) abgehoben wird.

2. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bewegung in Gegenrichtung (19) die Sperrklinke (3) durch die Reibkraft (20) in Richtung auf die Rastverzahnung (5) verlagert wird.

3. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (3) als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, dessen erster Hebelarm (8) mit der Rastverzahnung (5) zu­ sammenwirkt und auf dessen zweiten Hebelarm (9) eine Feder (10) wirkt, die eine Vorspannung in Richtung auf die Rastverzahnung (5) erzeugt.

4. Arretiervorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Rastverzahnung (5) versehene Element als Zahnstange (1) oder Zahnsegment ausgebildet ist, mit glattflä­ chigen Begrenzungsflächen (7) außerhalb der Rastverzahnung (5), und daß die Trenneinrichtung wenigstens ein Federelement (11) aufweist, das unter Vorspannung an wenigstens einer Begrenzungsfläche (7) anliegt.

5. Arretiervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement als Blattfeder (11) aus­ gebildet ist.

6. Arretiervorrichtung nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Begrenzungsfläche (7) des mit der Rastverzahnung (5) versehenen Elements (1) zugewandte Wirkfläche des Federelements mit einem reibungserhöhenden Material versehen ist.

7. Arretiervorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung an einem Betäti­ gungshebel einer Feststellbremse eines Kraftfahrzeuges vorgesehen ist.