-
Die
Erfindung betrifft ein Zusatzaggregat zum mechanischen Lösen einer
motorisch betätigten Feststellbremse
für ein
Kraftfahrzeug, insbesondere einer elektromotorisch betätigten Parkbremse
für ein Kraftfahrzeug.
-
Motorisch
betätigte
Feststellbremsen für Kraftfahrzeuge
haben sich seit längerer
Zeit im Kfz-Bau etabliert, weil sie gegenüber bisher üblichen Lösungen, in denen die Feststellbremse über Seilzüge über einen
Hebel am Mitteltunnel des Kfz betätigt wurde, erhebliche Vorteile
haben. Gegenüber
der rein mechanischen Lösung
haben sie den Vorteil, dass an der Mittelkonsole kein Handbremshebel
benötigt
wird, dass keine langen Seilzüge
verlegt werden müssen,
die aufwändige
konstruktive Maßnahmen
erfordern und bei Wartungen entsprechende Wartungsmaßnahmen
nach sich ziehen. Weiterhin haben elektrisch betätigte Feststellbremsen im Kraftfahrzeug
den Vorteil, dass sie unabhängig
vom Kraftaufwand durch den Bediener eine gleichmäßige Wirkung auf der Bremse
entfalten.
-
Nachteilig
ist jedoch bei diesen elektrischen oder motorisch bestätigten Feststellbremsen,
dass bei einem Stromausfall im Bordnetz des Kfz keine motorische
Betätigung
zur Freigabe der Bremse mehr möglich
ist. Aufgrund dessen sind konstruktive Maßnahmen erforderlich, um im
Notfall ein Freigeben der Feststellbremse zu ermöglichen.
-
Üblicherweise
besitzen motorisch betätigte Feststellbremsen
im Kraftfahrzeug ein Übersetzungsgetriebe,
welches die Drehbewegung eines Antriebsmotors in eine Translationsbewegung
für die Betätigung der
zugeordneten Bremszüge
umsetzt. Bekannte Einrichtungen zum mechanischen Lösen einer
motorisch betätigten
Kraftfahrzeugfeststellbremse sehen es deshalb vor, im Bereich einer
Drehbewegungen ausführenden
Antriebsmechanik der Feststellbremse beispielsweise einen Ansatzpunkt für ein Zusatzwerkzeug
vorzusehen. Mittels eines Innensechskants kann an dieser Stelle
durch Außeneinwirkung über den
Fahrer des Kraftfahrzeugs der dort ein spezielles Werkzeug platziert
im Notfall die Feststellbremse freigegeben werden. Komfortablere Maßnahmen
sehen es vor, dass eine Biegewelle an einem geeigneten Punkt angreift
und über
diese Biegewelle eine Drehbewegung an die Antriebsmechanik der Feststellbremse
weitergegeben werden kann.
-
Mechanisch
weniger aufwändige
oder zumindest größere Beanspruchungen
verursachende Maßnahmen
sehen es vor, dass unter gespannten Bremsseilen, bei angezogener
Feststellbremse der Bremszug mechanisch entspannt wird. Dies geschieht
beispielsweise durch einen Klinkenmechanismus, der über einen
Zug freigegeben werden kann. Durch diese Auslösevorrichtung können die Bremsseile,
oder eines der Bremsseile ruckartig mechanisch entspannt werden.
Die in der Bremse gespeicherte Federkraft führt dann zur Freigabe der Feststellbremse
im Notfall.
-
Aus
der Europäischen
Patentschrift
EP 0710595
B1 ist eine elektrische Parkbremse für ein Kraftfahrzeug bekannt.
Bei dieser elektrischen Parkbremse werden Gewindestangen oder Gewindemuffen
in Drehung versetzt und bewegen durch eine über diese Drehbewegung veranlasste
Translation Befestigungen der Bremsseile. So kann über einen Elektromotor
die mechanische Betätigung
der Parkbremse erfolgen. In einer Drehrichtung des Motors wird die
Parkbremse arretiert in der anderen Drehrichtung wird sie freigegeben.
Bei dieser Parkbremse ist für
den Notfall eine Mechanik zur ruckartigen Entspannung des Bremsseiles
vorgesehen. Es ist dazu beispielsweise eine Führungsmuffe am Gehäuse der Stellmechanik
für die
Bremse angebracht. Sie hält ein
Bremsseil unter Spannung und kann durch einen Zug verschoben werden.
Auf ihrer Führung
entlang der Bahn, die sie durch Betätigung des Zuges durchläuft, kann
sie freigegeben werden und ins Innere des Gehäuses gleiten. Hierdurch wird
das Bremsseil ruckartig entspannt und die Bremse unter der Federwirkung
der Bremsen freigegeben.
-
Diese
im Stand der Technik offenbarte Freigabemechanik für eine elektrische
Parkbremse hat jedoch den Nachteil, dass diese ruckartige Freigabe der
unter Zug stehenden Bremsseile hohe mechanische Beanspruchungen
mit sich bringt und nach Instandsetzung des Bordnetzes des Kfz aufwändige mechanische
Maßnahmen
erforderlich macht, um die elektrische Parkbremse und die damit
verbundenen mechanischen Teile der Feststellbremse wieder gangbar
zu machen. Dabei muss das Parkseil durch eine Kalibrierfahrt wieder
eingeklinkt werden.
-
Das
Dokument
DE 10
2004 030 939 A1 beschreibt einen Aktuator einer Parkbremse
mit einem Elektromotor. Zum Lösen
der Parkbremse wird eine auf einer Antriebswelle angeordnete Zahnscheibe durch
einen Seilzug verdreht.
-
Das
Dokument
DE 197 10
602 A1 beschreibt eine elektromechanisch betätigbare
Feststellbremsanlage mit einer Hilfsbetätigungseinrichtung, die bei Ausfall
der elektrischen Anlage eine hilfsweise Betätigung der Feststellbremse
gestattet.
-
Das
Dokument
DE 100 15
263 C2 beschreibt eine elektromechanische Bremsvorrichtung
für ein Kraftfahrzeug.
Hierbei ist eine elektromechanische Betriebsbremse und eine mechanisch
betätigbare bei
unbestromter elektromechanischer Betriebsbremse ankoppelbare Zusatzbremse
vorgesehen.
-
Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte
Vorrichtung zum mechanischen Lösen
einer motorisch betätigten Kfz-Feststellbremse
anzugeben, welche die zuvor beschriebenen Nachteile des Standes
der Technik überwindet
und insbesondere einen problemlosen Betrieb für den Fall gewährleistet,
dass das Bordnetz des Kfz ausfällt
und die Feststellbremse nach Instandsetzung des Kfz-Bordnetzes wieder
in Betrieb genommen werden soll.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum mechanischen Lösen einer
motorisch betätigten Kfz-Feststellbremse
gemäß Patentanspruch
1 gelöst.
-
Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 13.
-
Besonders
vorteilhaft wird bei einer Vorrichtung zum mechanischen Lösen einer
motorisch betätigten
Kfz-Feststellbremse gemäß der Erfindung
eine Antriebswelle durch Zug- oder Druckeinwirkung in Drehbewegungen
versetzt, die dann direkt verwendet werden können, um ein zur motorischen
Betätigung
der Parkbremse vorhandenes Übersetzungsgetriebe
anzutreiben. Auf diese Weise werden die mechanischen Beanspruchungen
im Bereich der Bremsseile minimiert und technisch besonders vorteilhaft
das Problem gelöst,
dass keine ruckartigen Beanspruchungen beim Freigeben der Parkbremse im
Notfall auftreten sollen. Somit können die mechanischen Beanspruchungen
im Bereich der Bremsseile gering gehalten werden, was insgesamt
zu einer höheren
Zuverlässigkeit
des Parkbremssystems führt.
-
Vorteilhaft
wird bei einer Weiterbildung der Erfindung eine Relativbewegung
zwischen einem Gehäuse
oder Käfig
einer Antriebswelle und der Antriebswelle ausgenutzt, um die Antriebswelle
in Drehbewegungen zu versetzen. Dabei wird vorteilhaft der Käfig in seiner
Rotation, beispielsweise durch eine Vierkantpassung behindert, oder
durch eine andersartige mechanische Lösung beispielsweise einer Ovalpassung,
die ein Drehen des Käfigs
verhindert, wobei sie gegebenenfalls eine gleichzeitige axiale Verschiebung
bzw. des Käfigs
der Welle gestattet.
-
Vorteilhaft
wird bei einer Weiterbildung der Erfindung die Antriebsmechanik,
welche eine Relativbewegung zwischen einem Käfig der Antriebswelle und der
Antriebswelle in eine Drehbewegung umsetzt, so aufgebaut, dass zwei
komplementär
zueinander aufgebaute Profile zusammenwirken, wobei das erste Profil
am Käfig
angeordnet ist und das zweite Profil auf der Antriebswelle. Besonders
vorteilhaft können
durch diese Ausführung
gemäß den mechanischen
Festigkeitserfordernissen der Welle und des Käfigs entweder Rillen oder Zapfen
als Profile verwendet werden und an einer geeigneten Stelle angebracht
werden.
-
Besonders
vorteilhaft weist eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum mechanischen Lösen
zweite Mittel auf, welche das erste und das zweite Profil in Drehrichtung
gegenüber
dem Käfig
fixieren, sodass sie in der ersten Drehrichtung Kraft übertragen.
-
Auf
diese Weise wird eine lösbare
Verbindung bereitgestellt, die im Falle des Ingangsetzens der motorisch
betätigten
Feststellbremse in einem Notfall eine Betätigung des Mechanismus lediglich
in umgekehrter Drehrichtung, entgegen der Feststellrichtung ermöglicht.
Bei der Rückstellung
der Freigabemechanik ist so vorteilhaft sichergestellt, dass keine
Kraft von der Welle auf den Käfig
oder das Gehäuse übertragen
wird.
-
Besonders
vorteilhaft sind die Profile zur Kraftübertragung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bei einer Weiterbildung so ausgestaltet, dass bei axialer Verschiebung
des Käfigs
und der Antriebswelle relativ zueinander eine Kraftwirkung gegen
eine schräge
Flanke auftritt, wodurch ein resultierendes Drehmoment in Drehrichtung
der Antriebswelle erzeugt wird.
-
Eine
solche Wirkung kann beispielsweise durch eine umlaufende Ringnut,
eine umlaufende Antriebswendel oder eine Herzkurve erzielt werden, welche
gegen feststehende Zapfen bewegt wird. Vorteilhaft ist in diesem
Zusammenhang darauf zu achten, dass die Steigung der schiefen Flanke
so gewählt
wird, dass der Kraftaufwand und das erzeugte Drehmoment in geeignetem
Bezug zueinander stehen, sodass die Feststellbremse unter vertretbarem Kraftaufwand
durch eine Person gelöst
werden kann.
-
Vorteilhaft
sind die zweiten Mittel bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
Lösen der
Feststellbremse als Freilauf ausgestaltet, weil Freiläufe gängige mechanische
Lösungen
darstellen, wie beispielsweise vom Fahrrad bekannt, um lediglich
Antriebsmomente in einer Drehrichtung zu übertragen, während sie
gleichzeitig einen sicheren mechanischen Verbund herstellen, was eine
hohe Langzeitzuverlässigkeit
gewährleistet.
-
Vorteilhaft
sind bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum mechanischen Lösen der
Feststellbremse die zweiten Mittel in Form eines Mitnehmerrades
realisiert, das in eine stirnseitige Innenverzahnung des Käfigs einrastbar
ist und das erste Profil aufweist.
-
Vorteilhaft
ist bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen dem
Käfig und
dem Gehäuse
der Vorrichtung zum mechanischen Lösen der Feststellbremse eine
Feder angeordnet, die bei einer Relativbewegung des Käfigs und der
Antriebswelle zueinander vorgespannt wird und eine Gegenkraft ausübt, die
zum Rückstellen
der Vorrichtung verwendet werden kann.
-
Durch
die Federwirkung kann auch gewährleistet
werden, dass der Käfig
und das Gehäuse
zueinander in einer ersten Position zueinender gehalten werden,
in der sie im Ruhezustand verbleiben.
-
Vorteilhaft
sieht es eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass die
Profile so ausgestaltet sind, dass die Profile in der ersten Position
nicht zusammenwirken. In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft
möglich,
die erfindungsgemäße Vorrichtung
kraftschlüssig
mit der Antriebsmechanik, d.h. der Stellmechanik der Parkbremse
zu koppeln, wobei in der ersten Position auch bei einer elektrischen
oder andersartigen mechanischen Betätigung der Feststellbremse
die erfindungsgemäße Vorrichtung
mitbetätigt
wird und indem sie eben nicht einkoppelt, frei bewegbar ist, sodass
keine mechanischen Kupplungen in diesem Fall erforderlich sind.
-
Vorteilhaft
sieht es eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass die
Relativbewegung zwischen dem Käfig
und der Antriebswelle der Vorrichtung durch einen Zug erzeugt wird,
weil Züge
kostengünstig
herstellbar sind und zuverlässige Lösungen im
Bereich des Kfz-Baus darstellen.
-
Vorteilhaft
sieht es eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass das
Mitnehmerrad axial verschiebbar ist, wobei das axiale Bewegungsspiel
so groß ist,
dass in axialer Richtung die erste und die zweite Verzahnung freigebbar
sind.
-
Auf
diese Weise wird vorteilhaft eine mechanisch kostengünstige Lösung zur
Einkupplung der Profile und damit der Drehbewegung geschaffen, die für den Antrieb
und zum Lösen
der elektrischen Parkbremse im Notfall erforderlich ist.
-
Vorteilhaft
wird die axiale Verschiebbarkeit des Mitnehmerrades bei einer Weiterbildung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
durch einen axialen Sicherungsring ermöglicht, der die axiale Verschiebung
in Bezug auf den Käfig
begrenzt. Sicherungsringe sind mechanisch einfach, stellen kostengünstige Standardlösungen dar
und bringen Vorteile im Bereich der Montage der Vorrichtung mit
sich.
-
Besonders
vorteilhaft ist bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
die Antriebswelle der Vorrichtung gleichzeitig die Antriebswelle
einer motorisch betriebenen Feststellbremse, sodass kein zusätzliches
Kopplungsbauteil zur Ankoppelung der Vorrichtung an die Feststellbremse
erforderlich ist. Bei der Herstellung der Feststellbremse ist vorteilhaft
lediglich eine längere
Welle aufzubauen, welche die zusätzlichen,
für die
Antriebswelle der Vorrichtung benötigten Bestandteile aufweist.
-
Es
wird also hierdurch gleichzeitig eine einfache mechanische Kopplung
der Vorrichtung mit dem Antrieb der elektrischen Parkbremse geschaffen
und ebenso ein kostengünstiges
Fertigungsverfahren für diese
Vorrichtung.
-
Im
folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren weiter erläutert.
-
1 zeigt
eine motorisch betätigte
Feststellbremse für
ein Kfz nach dem Stand der Technik.
-
Die 2 und 3 zeigen
eine Vorder- und eine Seitenansicht einer Ausführungsform der mechanischen
Vorrichtung zum Lösen
einer motorisch betätigten
Kfz-Feststellbremse gemäß der Erfindung.
-
4 zeigt
eine Detailansicht des Käfigs
einer Ausführungsform
der Erfindung.
-
5 zeigt
eine Explosionsansicht eines Details der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
-
6 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
des Mitnehmerrades und des Käfigs
der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
-
7 zeigt
eine Schnittansicht entlang der Mittelachse der Antriebswelle einer
Ausführungsform der
Erfindung.
-
8 zeigt
eine vergrößerte Schnittansicht im
Bereich der Stirnseite des Käfigs
einer Vorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
-
1 zeigt
eine Stelleinheit 11 für
eine elektrisch betätigte
Parkbremse eines Kfz nach dem Stand der Technik. In der Bremse nach
dem Stand der Technik ist in der Stelleinheit 11 ein Antriebsmotor 2 vorhanden,
der über
Versorgungsleitungen 9 angesteuert wird. Der Antriebsmotor 2 treibt über eine
Antriebswelle 8 ein Antriebsritzel 1 eines Übersetzungsgetriebes
an, das mit einem Getrieberitzel 3 verzahnt ist, welches
auf Gewindestangen 4 und 6, deren Gewinde gegenläufig sind,
einwirkt und bei Drehungen des Motors diese Gewindestangen in Drehung
versetzt. Die Drehbewegung der Gewindestangen bei Betätigung des
Motors führt
je nach Drehrichtung zum Einfahren oder Ausfahren der Bremsseile 5 und 7 in
die durch Pfeile angedeuteten Zugrichtungen 51 und 71.
In einer Drehrichtung bewegen die Gewindestangen 4 und 6 die
Befesti gungen der Bremszüge 5 und 7 so,
dass diese nach innen in das Gehäuse der
Stelleinheit 11 einfahren und die Bremszüge anziehen.
In der anderen Richtung geben sie die Bremszüge wieder frei.
-
Eine
mechanische Lösvorrichtung
zum Lösen
der motorisch betätigten
Feststellbremse gemäß dem Stand
der Technik sieht es im Bereich des Bremszuges 5 vor, dass
dieser durch eine Verschiebung der Befestigung freigebbar ist und
das unter Zug stehende Bremsseil ruckartig freigegeben wird, wodurch
die Gewindestangen 4 und 6, die im Getrieberitzel 3 frei
axial verschiebbar sind, sich nach rechts bewegen und so in Richtung
des Pfeils 71 und dadurch auch das Bremsseil 7 freigeben.
Eine rückstellende
Kraft wird in diesem Fall durch die Bremsfedern der Feststellbremse
erzeugt.
-
2 zeigt
eine Vorderansicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Lösen
einer motorisch betätigten
Feststellbremse 10. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse 20 auf,
einen Käfig 30,
einen Sicherungsring 40, ein Antriebsritzel 60 und
eine Antriebswelle 70. Zwischen dem Gehäuse 20 und dem Käfig 30 ist
eine Feder 50 so angeordnet, dass sie bei einer axialen
Verschiebung des Käfigs 30 eine
rücktreibende
Kraft in Richtung der in 2 gezeigten Ausgangsposition
bewirkt.
-
3 zeigt
die in 2 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einer Seitenansicht. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass
gleichwirkende Bauteile von Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch
alle Figuren hindurch mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden.
Die Antriebswelle 70 der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann bei spielsweise direkt mit der Antriebswelle 8 der
Vorrichtung nach dem Stand der Technik gekoppelt werden oder eine
mechanische Einheit mit dieser Antriebswelle bilden, sodass die
erfindungsgemäße Vorrichtung
direkt an der Motorwelle oder einer anderen Antriebswelle der Vorrichtung
nach dem Stand der Technik, die in 1 gezeigt
ist, eine Drehbewegung erzeugen kann. Wie aus 3 weiter
zu erkennen ist, ist am Käfig 30 ein
Zugseil 80 angebracht, mit dem der Käfig von vorne betrachtet in 3 nach
rechts gezogen werden kann. Dieser Bewegung ist im hier gezeigten
Beispiel erforderlich, falls im Notfall die motorische Betätigung der
Feststellbremse ausfällt
und eine mechanische Lösung dieser
Feststellbremse erforderlich ist.
-
Die
Verwendung eines Zugseile 80 zur Erzeugung der Bewegung
stellt eine einfache konstruktive Maßnahme dar. Es sind auch andere
Betätigungsmittel
wie Stangen, hydraulische oder pneumatische Zylinder denkbar.
-
4 zeigt
ein Detail der Ausführungsform der
Vorrichtung zum mechanischen Lösen
einer motorisch betriebenen Feststellbremse für ein Kfz gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung. Hier sind im Detail der Käfig 30 und das Zugseil 80 zu
erkennen, das beispielsweise als Bowdenzug ausgeführt sein
kann, um eine axiale Bewegung des Käfigs zu bewirken. Aus 4 ist
in der Darstellung deutlich ein Vierkant als Arretierungsbauteil 35 zu
erkennen, der den Käfig 30 im
Gehäuse 20 gegen
Verdrehen sichert, sodass ein Drehmoment durch die mechanischen
Funktionsteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung
auf die Antriebswelle 70 erzeugt werden kann.
-
5 zeigt
deutlich eine Explosionsansicht von aufbauenden Teilen einer Ausführungsform
der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Insbesondere ist hier die Antriebswelle 70 zu erkennen,
das Ritzel 60, eine verdünnte Partie der Welle 65,
die in einem ersten Abschnitt kein erstes Profil aufweist und ein
Teil der Antriebswelle, der ein erstes Profil 75 aufweist. Weiterhin
ist der Sicherungsring 40 zu erkennen und das Mitnehmerrad 90,
ebenso wie der Käfig 30 und das
Zugseil 80. Deutlich sind im Bereich des Mitnehmerrades 90 auch
Laufzapfen 63 zu erkennen. Die Laufzapfen 63 des
Mitnehmerrades 90 wirken mit der Zapfenlauffläche 65,
bzw. der Antriebslauffläche 75 der
Antriebswelle 70 zusammen, wenn die Vorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung betätigt
wird, um die mechanisch betätigte
Freigabe der elektrisch betätigten
Feststellbremse auszulösen.
-
In
der Darstellung in 5 ist das Profil auf der Welle
so ausgestaltet, dass es diese wendelartig umrundet, und die Profilteile
am Mitnehmerrad sind als Zapfen ausgestaltet, die mit dem Profil
auf der Antriebswelle 70 zusammenarbeiten. Dem Fachmann auf
diesem Gebiet ist es jedoch klar, dass ebenso die umgekehrte Anordnung
im Bezug auf das Mitnehmerrad und die Welle möglich ist, d.h. auf der Welle könnten Zapfen
vorhanden sein, und eine entsprechende Spirale oder Laufschnecke
könnte
am Mitnehmerrad angeordnet sein, und es würde die gleiche Wirkung erzielt
werden.
-
6 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
des Käfigs 30 und
des Mitnehmerrades 90. Deutlich sind im Bereich des Käfigs 30 an
seiner Stirnseite eine axiale Innenverzahnung 38 zu erkennen
und im Bereich des Mitnehmerrades 90 eine stirnseitige
Verzahnung 95. Bevorzugt ist die Verzahnungspaarung 95, 38 als Schrägverzahnung
ausgeführt.
Die Schrägverzahnung
gestattet eine verbesserte Kraftübertragung
in der Richtung zum Lösen
der Feststellbremse. In der entgegengesetzten Richtung bei der Rückstellung der
Mechanik zum Lösen
der Bremse in ihren Ruhezustand begünstigt sie ein schnelles Trennen
der Verzahnung und verhindert ebenso eine Kraftübertragung in dieser Richtung.
Auch sind in der Darstellung deutlich Teile des ersten Profils in
Form von Antriebszapfen am Mitnehmerrad zu erkennen, die mit 63 bezeichnet
sind. Das Mitnehmerrad 90 wird im Inneren des Käfigs 30 montiert,
der Sicherungsring 40 ist bei der Montage entfernt. Anschliessend
wird es durch die Öffnung
im Bereich der Stirnseite des Käfigs 30 durchgesteckt,
wonach der Sicherungsring 40 am Mitnehmerrad 90 angebracht
wird. Dieser Sicherungsring weist eine axiale Position auf, die
es dem Mitnehmerrad 90 gestattet, axial in Bezug auf die Stirnseite
bzw. die Welle der Antriebsachse bewegt zu werden, sodass zumindest
eine Freigabe der Verzahnung 95 und der Verzahnung 38 möglich ist.
-
7 zeigt
eine Schnittansicht einer Ausführungsform
der Vorrichtung gemäß der Erfindung
in Längsrichtung.
Es ist die Antriebsschnecke mit einer Lauffläche 75 zu erkennen,
das Zugseil 80, die Laufzapfen 63, die Lauffläche 65,
das Mitnehmerrad 90 und die Antriebswelle 70.
Besonders kann man aus 7 erkennen, dass die Verzahnung
nicht einrastet, und dass die Zapfen 63 im Bereich einer
Lauffläche
laufen, die keinen Antrieb ermöglicht
und wo kein Drehmoment zwischen der Welle und dem Käfig übertragen
würde,
sogar in dem Fall, in dem eine Kopplung der stirnseitigen Verzahnung
des Käfigs mit
der Verzahnung des Mitnehmerrades vorhanden wäre.
-
Wie
beispielsweise aus 2 zu erkennen ist, ist die Antriebswelle 70 im
Bereich des Antriebsritzels 60 axial fixiert. Wenn nun
der Käfig 30 zur
Beschreibung der Funktion über
Zug im Bereich des Zugseiles 80 nach hinten, d.h. nach
links in 6 gezogen wird, so wird zunächst die
stirn seitige Verzahnung des Käfigs 30,
die mit 38 bezeichnet ist, und die stirnseitige Verzahnung 95 des
Mitnehmerrades 90 miteinander in Eingriff gebracht, da
sich der Käfig
in Richtung des Mitnehmerrades bewegt und somit die Zähne in Eingriff
gelangen. Eine weitere Zugausübung über das
Zugseil 80 führt
dazu, dass die Laufzapfen 63 gegen die Antriebsflanke 72 der
Antriebsschnecke auf der Antriebswelle 70 gedrückt werden und
somit die Verzahnungen 95 und 38 stark miteinander
koppeln, weil sie über
die Antriebswelle 70 in Zusammenarbeit mit der Antriebsflanke 72 und
den Laufzapfen 63 zusammengedrückt werden. In Bezug auf die
Zapfen stellen die geneigten Antriebsflanken 72 der Antriebsschnecke
eine schiefe Ebene dar, die eine aus der Zugkraft in Richtung des
Seiles 80 resultierende Kraft quer zur Antriebswelle bewirken,
welche die Antriebswelle bei ausreichendem Zug in Drehung versetzt.
Da der Käfig
in seiner Drehbewegung gehindert wird, indem er durch das Vierkant-
bzw. das Arretierungsbauteil 35 im Gehäuse gesichert ist, das beispielsweise
auch als Oval ausgeführt
sein könnte,
oder durch Führungsstifte
oder ähnliches realisiert
werden könnte,
die in Nuten im Gehäuse 20 eingreifen,
kann sich als Reaktion auf die durch den Zug bewirkte Querkraft
lediglich die Antriebswelle 70 in Drehung versetzen, da
sich die Querkraft durch Einwirkung auf die Flanke der Antriebsschnecke 75 in
einem Drehmoment auf die Antriebswelle 70 auswirkt. D.h.
durch eine weitere Translationsbewegung des Käfigs 30 nach links
in 7 in Richtung des Zugseiles 80 laufen
die Laufzapfen 63 entlang der Schnecke der Antriebswelle
und versetzen die Antriebswelle entlang ihres Weges durch die übertragene
Zugkraft in Drehung. Hierbei ist darauf zu achten, dass Reibung
zwischen den Laufzapfen und der Antriebswelle im Bereich der Schnecke
entsprechend berücksichtigt
wird und dass die Steigung so gewählt wird, dass die ausgeübte Kraft
durch das Zugseil 80 und die benötigte Zahl der Umdrehungen
für das
Lösen der
Feststellbremse geeignet dimensioniert und aufeinander abgestimmt
werden.
-
Eine
geeignete Dimensionierung kann auch bedeuten, dass der Käfig länger gestaltet
wird, und die Länge
des überstrichenen
Profils im Bereich der Translationsbewegung verlängert wird, sodass eine geringere
Kraftausübung,
oder eine höhere
Anzahl von Umdrehungen der Welle realisierbar wird. Gleichzeitig
ist zu berücksichtigen,
dass, wie ebenfalls in 3 dargestellt, durch Translationsbewegung
des Käfigs 30 die
Feder 50 gegenüber
dem Gehäuse 20 vorgespannt
wird. Falls durch die Laufzapfen das gesamte auf der Welle vorhandene
Antriebsprofil, hier eine Antriebsschnecke, überstrichen wurde, wird beispielsweise
ein Anschlag erreicht, und der Bediener gibt den Käfig wieder
frei, indem er beispielsweise den Zug loslässt oder ausklinkt oder ähnliches.
Der Käfig
wird durch die Feder nach rechts in Bezug auf 7 gedrückt, dies
führt dazu,
dass nun wieder die Laufzapfen des Mitnehmerrades 90 gegen das
Schneckenprofil auf der Antriebswelle 75 anstoßen und
in diesem Zusammenhang, wegen der axialen Verschiebbarkeit des Mitnehmerrades
im Bereich der Stirnseite des Käfigs,
die Verzahnung 95 und 38 durch den Druck auf die
Laufzapfen auskoppelt und beim Zurückgleiten des Käfigs nach
rechts in 7 lediglich sich das Mitnehmerrad 90 dreht,
ohne dass auf den Käfig
ein Drehmoment von der Welle übertragen
wird.
-
8 zeigt
ein vergrößertes Beispiel
einer Schnittansicht einer Ausführungsform
gemäß der Erfindung.
Es sind der Käfig 30 dargestellt,
die Zapfenlauffläche 65,
die Mitnehmerradverzahnung 95, die Käfigstirnseite 33 und
der Sicherungsring 40 und Positionen 110 dargestellt.
Der Abstand zwischen den Positionen 100 und 110 ist
so bemessen, dass die stirnseitige Verzahnung des Mitnehmerrades 95 und die
stirnseitige Verzahnung des Käfigs 38 sich
bei der durch diese Positionen angegebenen axialen maximalen Verschiebung
des Mitnehmerrades gegenüber dem
Käfig nicht
im Eingriff befinden, sodass sich die Verzahnung entkoppeln kann,
wenn die Vorrichtung, d.h. der Käfig
nach Freigabe, d.h. Lösen
der elektrisch betätigten
mechanischen Feststellbremse, wieder in seine Ausgangsposition durch
die Feder 50 zurückgeführt wird.
-
Ein
Fachmann auf diesem Gebiet ist sich darüber im klaren, dass auf die
stirnseitige Verzahnung des Käfigs 38 und
des Mitnehmerrades 95 verzichtet werden kann, wenn stattdessen
ein nicht gezeigter aus dem Fahrradbereich bekannter Freilauf eingesetzt
wird, der lediglich die Übertragung
des Drehmomentes zwischen Welle und Käfig in einer Richtung gestattet,
die in diesem Fall die Antriebsrichtung zur Freigabe der motorisch
betätigten
Feststellbremse sein muss. Ein derartiger Freilauf ist zwar kostspieliger,
hat aber den Vorteil, dass er bei häufiger Betätigung keinem so großen Verschleiß ausgesetzt
ist wie die Stirnverzahnungslösung.
-
In
diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass die Erfindung nunmehr
lediglich in Form eines Ausführungsbeispiels
beschrieben wurde, dass jedoch im Rahmen der angegebenen Prinzipien
Abwandlungen möglich
sind. Zum Beispiel kann die Drehung bei Translationsbewegung über eine
andere Kurve als durch eine Wendel mit konstanter Steigung erzeugt
werden, beispielsweise durch eine Herzkurve. Die Profile können andere
Steigungen aufweisen oder kleiner sein, sie können invers angeordnet werden
oder anders. Es ist ebenso denkbar, dass nicht der Käfig verschiebbar
ist, obwohl dies in der Praxis das günstigste Prinzip darstellen
sollte, sondern dass die Antriebswelle 70 mit einer anzutreibenden
Welle der motorisch betätigten
Feststellbremse so gekoppelt ist, dass die Welle der Vorrichtung 70 axial
verschiebbar ist, und anstatt des Käfigs die Antriebswelle axial
verschiebbar gemacht wird. Hierdurch wird durch eine technisch zwar
kompliziertere Ausgestaltung der mechanischen Anordnung die gleiche
Wirkung erzielt, ohne dass das Prinzip der Erfindung beeinträchtigt wird.
In diesem Fall wäre
jedoch die Kopplungslösung
zwischen der Parkbremse des Kfz und der Vorrichtung zum mechanischen
Lösen der Parkbremse
aufwändiger.
Beispielsweise müsste
die Drehbewegung dann über
eine Hohlwelle übertragen werden,
die eine axiale Verschiebung der Antriebswelle darin ermöglicht.
Die Relativbewegung könnte zum
Beispiel über
eine Druckstange erzeugt werden, welche am freien Ende Druck auf
die Antriebswelle ausübt.