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Fechgebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigbare
Fahrzeugbremse mit einem Gehäuse,
einem in dem Gehäuse
aufgenommenen Bremskolben, der mit einem Bremsbelag gekoppelt ist,
einer Blockiereinrichtung zum Arretieren des Bremskolbens innerhalb
des Gehäuses
und einer elektromechanischen Betätigungseinrichtung zum Ansteuern
der Blockiereinrichtung in einer Feststellbremssituation, wobei
der Bremskolben mit dem Gehäuse
eine Fluidkammer begrenzt, die mit Hydraulikfluid beschickbar ist,
so dass der Bremskolben zum Betätigen
der Fahrzeugbremse hydraulisch innerhalb des Gehäuses entlang einer Kolbenlängsachse
verlagerbar ist.
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Stand der
Technik
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Eine
derartige Fahrzeugbremse ist bereits bekannt. So zeigt beispielsweise
das gattungsbildende Dokument
DE 10 2004 040 261 A1 eine Fahrzeugbremse
dieser Art. Bei dieser Fahrzeugbremse wird in einer Betriebsbremssituation
der Bremskolben durch Beschicken der Fluidkammer mit Hydraulikfluid
innerhalb des Gehäuses
verlagert und dadurch der Bremsbelag auf eine rotierende Bremsscheibe
gedrückt,
um diese abzubremsen. Zur Beendigung des Bremsvorgangs wird Hydraulikfluid
aus der Fluidkammer abgeführt,
so dass sich der Bremskolben mit dem daran angebrachten Bremsbelag
in seine Ausgangsstellung zurückbewegen
kann. In einer Feststellbremssituation, in welcher beispielsweise
ein mit einer derartigen Fahrzeugbremse ausgestattetes Fahrzeug
abgestellt und gegen ein unbeabsichtigtes Wegrollen gesichert werden
soll, wird vermittels einer elektromechanischen Betätigungsanordnung
die Blockiereinrichtung betätigt.
Dies Verschwenkung des Hebels bewirkt, dass sich eine in der Fahrzeugbremse
vorgesehene Rampenanordnung innerhalb des Gehäuses spreizt und somit eine Hubbewegung
in Richtung der Kolbenlängsachse ausführt. Diese
Hubbewegung wird auf ein Blockierelement der Blockiereinrichtung übertragen,
welches sodann entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder auf den Bremskolben
drückt
und diesen axial verlagert. Zum Aufheben der Feststellbremssituation
wird wiederum die Fluidkammer und die Betätigungseinrichtung gegenläufig betätigt, woraufhin
sich die Rampenanordnung aus ihrer gespreizten Stellung in ihre
Aus gangsstellung zurück
verlagert. Unter der Wirkung der Rückstellfeder verlagert sich
auch das Blockierelement zusammen mit dem Bremskolben in seine Ausgangsstellung,
so dass der Bremsbelag die Bremsscheibe freigibt. Bei diesem Stand
der Technik hat sich gezeigt, dass es hilfreich wäre, die
einzelnen Komponenten in einer Feststellbremssituation mechanisch
besser zu arretieren, um unerwünschte Setzvorgänge sicherer
ausschließen
zu können.
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Um
dem Problem hoher Betätigungskräfte, die
insbesondere manuell aufzubringen sind, entgegenzuwirken, zeigt
beispielsweise auch der Stand der Technik gemäß
EP 0 551 397 D1 eine hydraulisch
betätigbare
Fahrzeugbremse, bei welcher zur Aktivierung der Feststellbremsfunktion
zunächst
der Bremskolben hydraulisch verlagert wird und anschließend eine
Blockierstange elektromotorisch angetrieben wird, bis diese den
Bremskolben kontaktiert. Die Blockierstange ist mit einem Außengewinde versehen,
welches mit einem in dem Gehäuse
vorgesehenen Innengewinde in Eingriff steht. Die miteinander in
Eingriff stehenden Gewinde sind selbsthemmend ausgebildet, so dass
eine gegenseitige Drehung zwischen der Blockierstange und dem Gehäuse bei
einer auf die Blockierstange einwirkenden Axialkraft verhindert
wird. Sobald die Blockierstange den Bremskolben kontaktiert, wird
das Hydraulikfluid wieder aus der Kammer abgelassen. Dabei versucht
der Bremskolben sich in seine Ausgangsstellung zurückzubewegen,
woran er jedoch von der an ihr anliegenden Blockierstange gehindert
wird. Die Bremse befindet sich so in ihrer Feststellbremslage. Zum
Lösen der
Feststellbremswirkung wird wiederum die Fluidkammer mit Hydraulikfluid
beschickt, so dass die Blockierstange von dem Bremskolben freigegeben
wird. Sodann kann sie über
den Elektromotor in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt und anschließend das Hydraufikfluid
wieder aus der Fiuidkammer abgeführt werden.
Mit dieser bekannten Anordnung kann zwar eine Feststellbremswirkung
motorisch aktiviert werden. Es sind jedoch eine verhältnismäßig aufwändige und
raumfordernde Mechanik und entsprechend leistungsstarke elektromotorische
Komponenten erforderlich. Die Bereitstellung leistungsfähiger Komponenten
ist insbesondere auch wieder damit zu begründen, dass die Druckstange
in die druckbeaufschlagte Fluidkammer eingeführt werden muss und dabei gegen
den in der Fluidkammer herrschenden Hydraulikdruck verlagert werden
muss.
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Aufgabe und
erfindungsgemäße Lösung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugbremse
der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, welche zur Aktivierung
der Feststellbremsfunktion lediglich geringe Betätigungskräfte erfordert und welche in
einer Feststellbremssituation eine stabile Lage der Komponenten
gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Fahrzeugbremse der eingangs bezeichneten
Art gelöst,
bei welcher der Blockiereinrichtung eine Verriegelungsanordnung
zugeordnet ist, die in einer Feststellbremssituation mechanisch
an einer Komponente der Blockiereinrichtung angreift und diese gegen
eine Rückstellbewegung
blockiert.
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Durch
die Bereitstellung einer Verriegelungsanordnung, die unmittelbar
mechanisch an einer Komponente der Blockiereinrichtung in einer
Feststellbremssituation angreift und so die gesamte Blockiereinrichtung
in der der Feststellbremssituation zugeordneten Stellung blockiert,
kann ein unbeabsichtigtes Lösen
der Feststellbremsfunktion gegenüber
dem eingangs bezeichneten gattungsbildenden Stand der Technik noch
besser verhindert werden. Auch mechanische Setzvorgänge, die
zu einer unerwünschten
Klemmkraftreduzierung führen
können, können durch
diese Maßnahme
weiter reduziert werden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Blockiereinrichtung
ein relativ zu dem Gehäuse
verlagerbares Übertragungselement
aufweist, welches die Blockiereinrichtung bei deren Betätigung relativ
zu einem innerhalb der Fluidkammer herrschenden Fiuiddruck druckentlastet.
Durch die Bereitstellung eines in dem Gehäuse verlagerbaren Übertragungselements,
das zumindest teilweise in der Fluidkammer untergebracht ist und
mit dem darin herrschenden Fluiddruck beaufschlagt wird, ist es
bei dieser Weiterbildung der Erfindung möglich, den in der Fluidkammer
herrschenden Fluiddruck dahingehend auszunützen, dass druckbedingte Gegenkräfte, die
gegen eine Verlagerung der Blockiereinrichtung wirken, zumindest
teilweise kompensiert werden können.
Insbesondere kann in diesem Zusammenhang erfindungsgemäß vorgesehen
sein, dass das Übertragungselement
wenigstens eine hydraulisch aktive mit Hydraulikfluid aus der Fluidkammer
druckbeaufschlagte Druckentlastungsfläche aufweist. Die hydraulisch
aktive Druckentlastungsfläche
ist dabei vorzugsweise so angeordnet, dass sie bei Druckbeaufschlagung
der Fluidkammer derart mit Druck beaufschlagt wird, dass sich das Übertragungselement zusammen
mit entsprechenden Komponenten der Blockiereinrichtung in Richtung
einer Arretierstellung der Blockiereinrichtung verlagert oder zumindest
zur Erleichterung einer derartigen Bewegung übrige Komponenten druckentlastet.
Dies führt
dazu, dass die Betätigungseinrichtung
lediglich geringe Stellkräfte
aufbringen muss, um die Blockiereinrichtung zum Arretieren des Bremskolbens
innerhalb des Gehäuses
zu verlagern. Vorzugsweise ist die Druckentlastungsfläche an einem
Kolbenkopf ausgebildet. Eine weitgehend vollständige Druckentlastung kann
beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Übertragungselement
zumindest mittelbar beidseits seiner bezüglich einer Verlagerung in
der Fluidkammer hydraulisch aktiven Flächen mit Hydraulikfluid aus der
Fluidkammer druckbeaufschlagt ist. Das Übertragungselement und mit
diesem die Blockiereinrichtung verhält sich somit druckneutral,
so dass lediglich konstruktiv bedingte Reibungskräfte aufgebracht werden
müssen,
um die Blockiereinrichtung in einen Zustand zu versetzen, in dem
der Bremskolben blockiert wird.
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Zur
Ansteuerung der Blockiereinrichtung kann vorgesehen sein, dass die
Betätigungseinrichtung
mit einem rotatorischen Antrieb motorisch antreibbar oder angetrieben
ist. Eine besonders einfache und kostengünstige erfindungsgemäße Variante ergibt
sich beispielsweise dann, wenn der Antrieb als Dreh-Elektromagnet
ausgebildet ist, dessen aktuelle Stellung oder/und Stromaufnahme
als Information über
den Funktionszustand der Fahrzeugbremse in einer Feststellbremssituation
abgreifbar ist. Derartige herkömmliche
Dreh-Elektromagneten sind kostengünstig verfügbar, können jedoch nur Stellkräfte geringen
Betrags aufbringen. Da – wie
vorstehend bereits erläutert – durch
die Erfindung allerdings eine druckentlastete Betätigung der
Blockiereinrichtung möglich
wird und somit auch Stellkräfte
geringen Betrags zur Betätigung
der Blockiereinrichtung ausreichen, bietet sich die Verwendung eines
derartigen Dreh-Elektromagneten herkömmlicher Bauart für die Realisierung
der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremse
vorteilhaft an. Dadurch kann die Herstellung der Fahrzeugbremse
erheblich verbilligt werden und die Bremse insgesamt kompakt ausgestaltet
werden.
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Durch
Abgreifen der aktuellen Stellung oder/und der Stromaufnahme lässt sich
zuverlässig feststellen,
ob tatsächlich
eine den Anforderungen gerecht werdende Feststellbremsstellung erreicht wurde.
So lässt
sich beispielsweise mittels zugeordneter elektronsicher Überwachungsfunktionen
eine Mindeststromaufnahme oder/und eine Mindestweg erfassen, also
Bedingungen, die mindestens erfüllt sein
sollen, um eine bestimmte Mindest-Feststellbremskraft gewährleisten
zu können.
Der Mindestverstellweg lässt
sich beispielsweise durch Feststellung eines Mindestdrehwinkels
erfassen, wobei hierzu ein Endschalter an der Dreh-Magnetanordnung anbringbar
ist. Grundsätzlich
ist es jedoch auch möglich,
lediglich elektronisch die tatsächliche
Win kelstellung des Drehmagneten zu erfassen. Überwacht man tatsächlich beide
Parameter, das heißt
die aktuelle Stellung und die Stromaufnahme, so hat man eine doppelte
Absicherung hinsichtlich des Erreichens einer erwünschten
Feststellbremswirkung, was die Betriebssicherheit des Systems weiter
erhöht.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht ein Blockierelement vor, das zum
Arretieren des Bremskolbens an diesem angreift. Das Blockierelement kann
dann über
weitere Komponenten der Blockiereinrichtung insbesondere durch Unterstützung des Übertragungselements
relativ zu dem Bremskolben verlagert werden.
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Um
den über
den Antrieb der Betätigungseinrichtung
zurückzulegenden
Hub so gering wie möglich
zu halten, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass das
Blockierelement in Mitnahmeverbindung mit dem Bremskolben steht.
Dies bedeutet, dass das Blockierelement bei einer hydraulischen Verlagerung
des Bremskolbens mit diesem mitgenommen wird, beispielsweise mittels
eines Sicherungsrings. Erst zum Arretieren des Bremskolbens ist es
dann erforderlich, das Blockierelement aktiv über die Betätigungseinrichtung anzusteuern – unterstützt durch
das Übertragungselement.
Dadurch kann die Reaktionszeit der Fahrzeugbremse, auf einen Befehl zur
Aktivierung der Feststellbremswirkung erheblich verkürzt werden.
Außerdem
bietet dies Vorteile bei der Verschließnachstellung zur Konstanthaltung
des Lüftspiels
der Fahrzeugbremse.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der vorstehend erwähnte die
Druckentlastungsfläche
betragende Kolbenkopf fluiddicht in dem Blockierelement geführt ist.
Hierzu kann vorgesehen sein, dass in das Blockierelement eine Führungshülse eingesetzt
ist, in der der Kolbenkopf mittels eines Dichtelements, insbesondere
einer Lippendichtung, fluiddicht geführt ist. Beispielsweise kann
eine Lippendichtung verwendet werden, wie sich auch in ABS-Pumpen
zur Abdichtung von Drücken
von über 200
bar eingesetzt wird.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Blockiereinrichtung eine
Rampenanordnung aufweist. Die Verwendung einer Rampenanordnung ist
im Stand der Technik allgemein bekannt. Sie bietet den Vorteil,
dass das Blockierelement durch eine einfache reibungsarme Drehbewegung
der Betätigungseinrichtung
arretiert werden kann, dass darüber
hinaus die aus den großen
Klemmkräften
resultierenden Reaktionskräfte zuverlässig in
das Gehäuse
abgeleitet werden können,
und dass sich die Fahrzeugbremse aus einer Feststellbremsstellung
unter verhältnismäßig geringem
Aufwand wieder einfach in eine Ruhestellung überführen lässt. Ein weiterer vorteilhafter
Aspekt der Verwendung einer Rampenanordnung liegt darin, dass die
aufzubringenden Drehkräfte
aufgrund der rampenbedingten Übersetzung
verhältnismäßig klein gehalten
werden können.
Dies kommt wieder der vorstehend erwähnten Ausbildung des Antriebs
als Dreh-Elektromagnet zugute, der – wie bereits ausgeführt – nur betragsmäßig kleine
Stellkräfte
aufbringen kann, die zu einem Drehmoment von beispielsweise 2Nm
führen.
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Eine
Weiterbildung dieser Ausführungsvariante
sieht vor, dass die Rampenanordnung wenigstens eine erste Rampenfläche aufweist,
welche an dem Gehäuse
angebracht ist oder mit diesem drehfest gekoppelt ist, und wenigstens
eine zweite Rampenfläche
aufweist, die an einem relativ zu dem Gehäuse axial verlagerbaren und
mit dem Blockierelement gekoppelten Rampenbauteil ausgebildet ist, wobei
bei Betätigung
der Betätigungseinrichtung
die beiden Rampenflächen
zur Verlagerung des Blockierelements aneinander abgleiten. Zur weiteren Reduzierung
der Stellkräfte,
insbesondere der zu überwindenden
Reibungskräfte
kann erfindungsgemäß vorgesehen
sein, dass zwischen der wenigstens einen ersten Rampenfläche und
der wenigstens einen zweiten Rampenfläche Wälzkörper vorgesehen sind, über welche
die wenigstens eine erste Rampenfläche mit der wenigstens einen
zweiten Rampenfläche
in Kontakt steht.
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Bei
Ausführung
der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremse
mit einer Rampenanordnung kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass
das Rampenbauteil mit dem Übertragungselement
gekoppelt und durch dieses druckentlastet innerhalb der Fluidkammer
verlagerbar ist. So kann das Übertragungselement
mit seiner hydraulisch aktiven Fläche derart wirksam sein, dass
es bedingt durch den in der Fluidkammer herrschenden Hydraulikdruck
das Rampenbauteil derart zu verlagern sucht, dass dieses das Blockierelement
in eine Stellung drängt,
in welche es den Bremskolben arretiert. Eventuell an dem Rampenbauteil
angreifendende hydraulisch bedingte Gegenkräfte können dadurch reduziert, kompensiert
oder sogar überkompensiert
werden. Im zweit- und letztgenannten Fall sind dann allenfalls noch
Reibungskräfte
zu überwinden.
Vorteilhafterweise wird der Querschnitt der hydraulisch aktiven
Fläche
des Übertragungselements
genau auf den Querschnitt der hydraulisch entgegengerichtet aktiven
Fläche
des Rampenbauteils abgestimmt, so dass im Idealfall eine vollständige Kompensation
der hydraulisch bedingten Gegenkräfte erreicht werden kann. Anders ausgedrückt heben
sich die an dem Übertragungselement
und an dem Rampenbauteil angreifenden und durch den Fluiddruck der
Fluidkammer bedingten hydraulischen Reaktionskräfte bei dieser erfindungsgemäßen Lösung auf.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Verriegelungsanordnung
mit einem Verriegelungsorgan ausgebildet ist, das mit dem Rampenbauteil
in Wechselwirkung bringbar ist. Dabei kann beispielsweise vorgesehen
sein, dass das Verriegelungsorgan mittels einer Vorspannfeder in
die Fluidkammer hinein auf das Rampenbauteil zu in eine Verriegelungsstellung
vorgespannt ist und durch hinreichende Druckbeaufschlagung bei Beschicken
der Fluidkammer mit Hydraulikfluid bei Überschreiten eines Mindestdruckwerts
aus der Verriegelungsstellung in eine Freigabestellung verlagerbar
ist. Das Verriegelungsorgan kann also hydraulisch betätigt werden
und reagiert auf den aktuell in der Fluidkammer herrschenden Fluiddruck.
Damit schaltet die Verriegelungsanordnung automatisch bei Erreichen
eines bestimmten Mindestdrucks in die Freigabestellung und ermöglicht somit
ein Lösen
der Feststellbremsfunktion. Unterschreitet der in der Fluidkammer
herrschende Hydraulikfluiddruck diesen Mindestdruck, so verschiebt
sich unter der Wirkung der Vorspannfeder das Verriegelungsorgan
wieder in seine Verriegelungsstellung, was in einer Feststellbremssituation
zu einem stabilen Festhalten der Blockiereinrichtung führt und
was in einer Betriebsbremssituation darüber hinaus unschädlich ist,
da in der Betriebsbremssituation der Bremskolben ohnehin rein hydraulisch
verlagert wird.
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Alternativ
zur Ausbildung einer rein hydraulisch betätigten Verriegelungsanordnung
kann ferner vorgesehen sein, dass das Verriegelungsorgan mittels
einer Magnetanordnung in die Fluidkammer hinein auf das Rampenbauteil
zu in einer Verriegelungsstellung vorgespannt ist und durch Betätigung des Magneten
aus der Verriegelungsstellung in eine Freigabestellung verlagerbar
ist. Bei dieser Ausführungsvariante
erfolgt in der Fluidkammer beispielsweise eine Druckerfassung, wobei
nach Maßgabe
des aktuell erfassten Druckes unter Berücksichtigung des Bedienungswunsches
des Fahrers, das heißt
in Abhängigkeit
davon, ob der Fahrer die Feststellbremse aktivieren möchte oder
nicht, eine Ansteuerung der Magnetanordnung und damit eine Betätigung des Verriegelungsorgans
erfolgt.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
ist vorgesehen, dass das Verriegelungsorgan als Reibelement ausgebildet
ist, das mit einer Reibfläche
in Reibanlage mit einer Komplementärreibfläche des Rampenbauteils bringbar
ist. Bei dieser Ausführungsform
wird das Rampenbauteil in seiner aktuellen Lage allein durch hinreichend
hohe Reibkräfte
gehalten. Alternativ hierzu sieht eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung jedoch vor, dass das Verriegelungsorgan als Riegelelement
ausgebildet ist, das mit einem Verriegelungsprofil in Eingriff mit
einem Komplementärverrieglungsprofil
des Rampenbauteils bringbar ist. Statt der vorstehend skizzierten reibschlüssigen Blockierung
des Rampenbauteils ist bei dieser Ausführungsvariante vielmehr eine formschlüssige Blockierung
des Rampenbauteils vorgesehen. Dadurch kann ein unbeabsichtigtes,
verschleiß-
oder verschmutzungsbedingtes Abrutschen noch besser verhindert werden.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Verriegelungsprofil wenigstens
einen Rastrahn aufweist und dass das Komplementärverriegelungsprofil eine korrespondierende
Sägezahnformation
aufweist, die vorzugsweise an einer Umfangsfläche des Rampenbauteils angeordnet
ist. Zum Blockieren kann dann der wenigstens eine Rastzahn in Eingriff
mit der Sägezahnformation
gebracht werden. Eine Sägezahnformation sorgt
für besonders
zuverlässigen
Eingriff des Verriegelungsprofils und Komplementärverriegelungsprofils.
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Hinsichtlich
der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremse kann vorgesehen sein,
dass in einer Betriebsbremssituation der Bremskolben durch Beschicken
und Entleeren der Fluidkammer mit Hydraulikfluid innerhalb des Gehäuses verlagerbar
ist und dass in einer Feststellbremssituation zunächst der
Bremskolben durch Beschicken der Fluidkammer mit Hydraulikfluid
innerhalb des Gehäuses
verlagert wird, sodann die elektromechanische Betätigungseinrichtung
zur Arretierung des Bremskolbens betätigt wird, wobei sich das Übertragungselement
auf den Bremskolben zu bewegt, sodann die Verriegelungsanordnung
aktiviert wird und schließlich
für einen
Druckabbau in der Fluidkammer Hydraulikfluid aus der Fluidkammer
abgeführt
wird. Somit kann zur Aktivierung der Feststellbremsfunktion die über eine
hydraulische Betätigung und
Verlagerung des Bremskolbens aufgebrachte Klemmkraft zum Anlegen
und Zuspannen des Bremsbelags auf die Bremsscheibe genutzt werden. Der
Bremsbelag muss also durch den Antrieb der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremse
nicht zusätzlich auf
die Bremsscheibe zugestellt werden, was eine leistungsschwache und
damit kostengünstige
Ausbildung des Antriebs – wie
vorstehend schon mehrfach erläutert – möglich macht.
Die Aktivierung der Verriegelungsanordnung im Zustand maximalen
Fluiddrucks innerhalb der Fluidkammer sorgt dafür, dass die Blockiereinrichtung
genau dann blockiert wird, wenn die maximale Feststell-Bremskraft
erreicht ist. Die in der Folge auftretenden Setzvorgänge sind
minimal, was insbesondere bei einer formschlüssigen Verriegelungsanordnung
zu sehr hohen Haltekräften während der
Feststellbremssituation, das heißt nach Abbau des Fluiddrucks
in der Fluidkammer, führt.
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Zum
Lösen der
Feststellbremssituation ist es bei der vorstehend geschilderten
Variante möglich, die
Fluidkammer erneut mit Hydraulikfluid zu beschicken, um damit eine
mechanische Kopplung zwischen Bremskolben und Blockiereinrichtung
aufzuheben. In der Folge wird die Verriegelungsanordnung in einen
Zustand überführt, in
dem sie die Blockiereinrichtung freigibt. Die Betätigungseinrichtung
kann dann ent sprechend angesteuert werden und das Blockierelement
unter geringen Betätigungskräften in seine
Ausgangsstellung zurückfahren,
in welcher es wiederum den Bremskolben freigibt. Dies geschieht erneut
druckentlastet durch Wirkung des Übertragungselements. Sodann
kann wieder Hydraulikfluid aus der Fluidkammer abgeführt werden,
so dass sich der Bremskolben in eine bremswirkungsfreie Ausgangsposition
zurückbewegen
kann.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betätigen einer Fahrzeugbremse
der vorstehend beschriebenen Art, wobei in einer Betriebsbremssituation
der Bremskolben dadurch innerhalb des Gehäuses verlagert wird, dass Hydraulikfluid
der Fluidkammer zugeführt
oder aus dieser abgeführt wird,
und dass in einer Feststellbremssituation zunächst der Bremskolben durch
Beschicken der Fluidkammer mit Hydraulikfluid innerhalb des Gehäuses verlagert
wird, sodann die elektromechanische Betätigungseinrichtung zur Arretierung
des Bremskolbens betätigt
wird, wobei sich das Übertragungselement auf
den Bremskolben zu bewegt, sodann die Verriegelungsanordnung aktiviert
wird, und schließlich
für einen
Druckabbau in der Fluidkammer Hydraulikfluid aus der Fluidkammer
abgeführt
wird. Ferner kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein,
dass zum Auflösen
der Feststellbremssituation die Fluidkammer mit Hydraulikfluid beschickt
wird, sodann die Verriegelungsanordnung und die Blockiereinrichtung
freigegeben werden und schließlich für einen
Druckabbau in der Fluidkammer Hydraulikfluid aus der Fluidkammer
abgeführt
wird.
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Ferner
kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
vorgesehen sein, dass die Blockiereinrichtung mit einem Dreh-Elektromagnet
betätigt
wird, dessen aktuelle Stellung oder/und Stromaufnahme als Information über den
Funktionszustand der Fahrzeugbremse in einer Feststellbremssituation
abgegriffen wird.
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Kurze Beschreibung der
Figuren.
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Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beiliegenden
Figuren erläutert.
Es stellen dar:
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1 eine
Längsschnittansicht
eines ersten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremse;
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2 eine
Schnittansicht entlang Schnittlinie II-II aus 1;
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3 eine
Schnittansicht entsprechend 1 eines
zweiten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbremse;
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4 eine
Schnittansicht entlang Schnittlinie IV-IV aus 3;
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5 eine
schematische Übersichtsdarstellung
zu dem zweiten Ausführungsbeispiel
mit dem schematisch gezeigten Hydraulikkreis, und
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6 ein
Ablaufdiagramm zur Erläuterung der
Betätigung
der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremse
in einer Feststellbremssituation.
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Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Im
Folgenden soll zunächst
das erste Ausführungsbeispiel
mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben
werden.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Fahrzeugbremse
allgemein mit 10 bezeichnet. Diese ist ausgeführt mit
einem Gehäuse 12,
das eine zylindrische Öffnung 14 aufweist.
In der zylindrischen Öffnung 14 ist
ein Bremskolben 16 fluiddicht verschiebbar aufgenommen.
Der Bremskolben 16 ist an seinem in 1 linken
Ende mit einem nicht gezeigten Bremsbelagträger mechanisch koppelbar, an
welchem ein Bremsbelag befestigbar ist. Dem Bremsbelag liegt ein
weiterer Bremsbelag gegenüber,
der an einem gegenüberliegenden
Gehäuseteil 18 befestigt ist.
Die Bremsbeläge
sind in dem Gehäuse 12 in
herkömmlicher
Weise nach dem Schwimmsattelprinzip aufgenommen.
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Die
Fahrzeugbremse 10 umfasst ferner eine Blockiereinrichtung 26,
mittels welcher der Bremskolben 16 in verschiedenen Axialpositionen
entlang der Kolbenlängsachse
A arretiert werden kann. Die Blockiereinrichtung 26 umfasst
in dem ersten Ausführungsbeispiel
eine Rampenanordnung 28 mit einer Rampenscheibe 30,
die mittels eines Bolzens 32 an dem Gehäuse 12 festgelegt
ist. An der gehäusefeste Rampenscheibe 30 sind
drei in Umfangsrichtung langgestreckte, wannenartige Rampen ausgebildet, die
je einen kugelförmigen
Spreizkörper 34 aufnehmen.
Die Spreizkörper 34 wirken
mit je einer entsprechenden Rampe eines Rampenbauteils 36 zusammen.
Dieses Rampenbauteil 36 weist einen Wellenansatz 38 auf,
der abgedichtet in dem Gehäuse 12 drehbar
gelagert ist. Der Wellenansatz 38 ist in einer Lagerbuchse 39 aufgenommen,
die über
eine zusätzliche
O-Ringdichtung an ihrem Außenumfang
in dem Gehäuse 12 dichtend
aufgenommen ist. Ferner weist sie eine O-Ringdichtung an ihrem Innenumfang auf,
die den Wellenansatz 38 dichtend aufnimmt. Die Lager buchse 39 ist
vorzugsweise aus einer Kupfer-Zink-Knetlegierung hergestellt, so
dass sie sehr gute Gleiteigenschaften aufweist. An den Wellenansatz 38 schließt sich
drehfest gekoppelt ein Zahnrad 40 an, das über einen
Zahnriemen 41 mit einer Dreh-Magnetanordnung 42 um die Längsachse
A drehantreibbar ist. Aufgrund der drehfesten Verbindung des Zahnrads 40 und
des Wellenansatzes 38 lässt
sich somit das Rampenbauteil 36 um die Kolbenlängsachse
A herum drehantreiben.
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An
der dem Bremskolben 16 zugewandten Seite des Rampenbauteils 36 stützt sich
unter Vermittlung eines Gleitlagers 44 ein Stützbauteil 46 ab. Das
Stützbauteil 46 ist
somit um die Kolbenlängsachse
A reibungsarm relativ zu dem Rampenbauteil 36 verdrehbar.
Das Stützbauteil 46 wird über eine Druckfeder 48 gegen
das Rampenbauteil 36 vorgespannt. Die Druckfeder 48 stützt sich
mit ihrem einen Ende an dem durchmessergroßen Flansch des Stützbauteils 46 ab
und mit ihrem anderen Ende an dem Boden eines gehäusefesten
Napfes 50.
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Das
Stützbauteil 46 ist
mit einer axialen Durchgangsbohrung ausgebildet, in der ein zur
Gewichtseinsparung und zur Gewinnung zusätzlicher Druck-Kompensationsfläche verhältnismäßig dünn ausgebildeter
Schaft eines Übertragungselements 52 verschiebbar
aufgenommen ist. Das Übertragungselement 52 ist
mit seinem bremskolbenfernen Ende bei 54 fest mit dem Rampenbauteil 36 verbunden,
beispielsweise in dieses eingeschraubt (Gewinde M4). An seinem bremskolbennahen
Ende weist das Übertragungselement 52 einen
Kolbenkopf 56 auf. Der Kolbenkopf 56 ist vermittels
eines Dichtlippenelements dichtend in einer Führungshülse 57 aufgenommen,
die in ein Blockierelement 58 eingepresst ist. Die Führungshülse 57 ist
derart dimensioniert, dass sie bündig
mit dem in 1 linken Ende des Blockierelements 58 abschließt und das
in 1 linke Ende des Stützbauteils kontaktiert. Das
Blockierelement 58 ist wiederum verlagerbar in dem Bremskolben 16 geführt. Es
weist Radialbohrungen 59 und 59' auf, die eine fluidische Verbindung
in sein Zentrum zur Druckbeaufschlagung des Kolbenkopfes 56 zulassen.
Ferner weist es bei 60 einen konischen Flansch auf, der
mit einem korrespondierenden Innenkonus am Bremskolben 16 in
Eingriff bringbar ist.
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Das
Blockierelement 58 kann über einen Sicherungsring 62 und
eine Federscheibe 64 bei einer Bewegung des Bremskolbens 16 in 1 nach
links mitgenommen werden. Es ist weiter anzumerken, dass das Blockierelement 58 über eine
Steilgewindepaarung 66 mit dem Stützbauteil 46 gewindemäßig gekoppelt
ist, die ein genau festgelegtes Gewindespiel aufweist.
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Ergänzend ist
noch anzumerken, dass die Fläche
A1 des Kolbenkopfes 56 mindestens
so groß ausgebildet
ist, wie die nicht in einer Fluidkammer 68 liegende und
daher auch nicht mit Hydraulikfluid in Kontakt tretende Fläche A2 des in dem Gehäuse dicht geführten Wellenansatzes 38.
Dadurch wird bei Füllung
der in den Figuren mit 68 bezeichneten Fluidkammer die
aus Rampenbauteil 36 und Übertragungselement 52 zusammengesetzte
Baugruppe druckentlastet. Mit anderen Worten werden alle durch den
an dieser Baugruppe anliegenden Hydraulikdruck hervorgerufenen Reaktionskräfte ausgeglichen,
was insbesondere auf die Wirkung der hydraulisch aktiven Fläche N des
Führungsflansches 56 zuzuführen ist,
die der Fluidkammer 68 zugewandt ist.
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Nimmt
man nun auch auf 2 Bezug, so erkennt man dort
eine Verriegelungsanordnung gemäß 1 in
achsorthogonalem Schnitt. In 2 erkennt
man, dass das Rampenbauteil 36 an seinem Außenumfang
mit einer Verzahnung 120 versehen ist. Ferner erkennt man,
dass in das Gehäuse 12 eine Aufnahmebohrung 124 mit
einem Innengewinde eingearbeitet ist, in die eine Kartusche 126 eingeschraubt
ist. Die Kartusche 126 ist hohlzylindrisch ausgebildet.
In dieser ist ein Verriegelungsorgan 128 in Richtung einer
zur Längsachse
A orthogonalen Querachse B verlagerbar geführt. Das Verriegelungsorgan
umfasst einen Flansch 130 und einen Schaft 132.
Am flanschfernen Ende des Schaftes 132 ist eine zu der
Verzahnung 120 korrespondierende Verzahnung 134 vorgesehen.
Die beiden Verzahnungen 120 und 134 sind als Sägezahnprofil
ausgebildet.
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In 1 und 2 ist
ferner gezeigt, dass der Flansch 130 über eine Schraubendruckfeder 136 in
die in 1 und 2 gezeigte Stellung vorgespannt
ist, in der die beiden Verzahnungen 120 und 134 ineinander
greifen. Am flanschfernen Ende der Schraubendruckfeder 136 ist
ein Sicherungselement 138 in die Kartusche 126 eingeschraubt,
an dem sich die Schraubendruckfeder 136 abstützt. Das
Sicherungselement 138 weist eine zentrale Öffnung 140 auf, über die
das Innere der Kartusche 126 bei einer Bewegung des Verriegelungsorgans 128 entlüftet werden
kann.
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Wie
man sowohl in 1 als auch in 2 erkennt,
wirkt der Schaft 132 als eine Art Kolben, welcher bei Druckbeaufschlagung
der Fluidkammer 68 in 2 entlang
der Querachse B gegen die Kraft der Spiraldruckfeder 136 nach
unten verlagerbar ist. Die Feder 136 ist derart ausgelegt,
dass sie einer solchen Verlagerung über einen großen Druckbereich
trotzt, jedoch ab einem bestimmten Mindestdruck eine entsprechende Verlagerung
zulässt
und dabei komprimiert wird. Der Mindestdruck kann bei etwa 160 bar liegen.
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Alternativ
zu der gezeigten Gestaltung mit einer Druckfeder ist es auch möglich, die
Spiraldruckfeder 136 durch eine Schaltmagnetanordnung zu
ersetzen, die druckabhängig,
beispielsweise bei Überschreiten
des vorgenannten Mindestdrucks, das Verriegelungsorgan 128 verlagert.
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Die
Fahrzeugbremse 10 gemäß 1 und 2 funktioniert
wie folgt:
In einer Betriebsbremssituation, in welcher eine
zwischen den Bremsbelägen
vorhandene, in den Figuren jedoch nicht gezeigte rotierende Bremsscheibe abgebremst
werden soll, wird die Fluidkammer 68 mit Hydraulikfluid
beschickt und dadurch der Bremskolben 16 innerhalb des
Gehäuses 12 verschoben.
Solange diese Verschiebung nicht größer ist als das in der Steilgewindepaarung 66 zwischen
dem Stützbauteil 46 und
dem Blockierelement 58 bestehende Gewindespiel ist, das
dem vorgesehenen Bremslüftspiel
entspricht, bewegt sich das Blockierelement 58 vollständig mit
dem Bremskolben 16 mit.
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Wenn
jedoch infolge einer Abnutzung der Bremsbeläge ein über das vorgesehene Bremslüftspiel
hinausgehender Weg des Bremskolbens 16 erforderlich ist,
um die nicht gezeigten Bremsbeläge
an die nicht gezeigte Bremsscheibe anzulegen, dann hindert die Druckfeder 48 das
Stützbauteil 46 daran, bei
hydraulischer Betätigung
die gesamte Verschiebung des Bremskolbens 16 zur Bremsscheibe
hin mitzumachen. Infolgedessen wird der konische Flansch 60 des
Blockierelements 58 gegen den Widerstand der Federscheibe 64,
der schwächer
ist als die Vorspannung der Druckfeder 48, vom Innenkonus
etwas abgehoben. Das Blockierelement 58 ist somit an einer
Drehung um die Achse A nicht mehr gehindert.
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Die
von der Steilgewindepaarung 66 übertragene Axialkraft, mit
der das Stützbauteil 46 versucht, das
Blockierelement 58 gegen die Kraft der Feder 64 zurückzuhalten,
hat eine Umfangskomponente. Daraus ergibt sich ein Drehmoment, durch
welches das Blockierelement 58 nun derart gedreht wird,
dass es sich vom Stützbauteil 46 abschraubt.
Infolgedessen kommt der konische Flansch 60 wieder am Innenkonus
des Bremskolbens 16 zum Anliegen. Da die wirksame Länge der
von dem Stützbauteil 46 und
dem Blockierelement 58 gebildeten Baugruppe nun vergrößert ist,
wird der Bremskolben 16 nach der Bremsbetätigung daran
gehindert, ganz in seine ur sprüngliche
Ausgangsstellung zurückzukehren.
Das Bremslüftspiel
ist somit wieder auf seinen Sollbetrag verkleinert worden.
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Falls
bei einer kräftigen
hydraulischen Bremsbetätigung
innerhalb der Fluidkammer 68 ein Druck von beispielsweise
20 bar oder mehr entsteht, muss insbesondere im Bereich der Bremsbeläge sowie
des Gehäuses 10 mit
elastischen Verformungen gerechnet werden. Eine Nachstellung, die
solche vorübergehenden
Verformungen kompensieren würde, ist
unerwünscht
und wird deshalb folgendermaßen vermieden:
der Druck in der Fluidkammer 68 wirkt auch auf das Blockierelement 58.
Bei kräftiger
hydraulischer Betätigung
sind die von der Federscheibe 64 und vom hydraulischen
Druck auf das Blockierelement 58 ausgeübten axialen Kräfte insgesamt
größer als
die Kraft, die die Druckfeder 48 auf den bremskolbenfernen
Flansch des Stützbauteils 46 ausübt. Die Druckfeder 48 ist
also nicht mehr imstande, das Stützbauteil 46 festzuhalten.
Dadurch kann der konische Flansch 60 nicht vom Innenkonus
abheben. Das Blockierelement 58 wird somit daran gehindert, sich
zu drehen, so dass die Bremsbetätigung
ohne Nachstellung stattfindet. Erst wenn der hydraulische Druck
unter den genannten Schwellenwert von beispielsweise 20 bar gesunken
ist, kann eine Nachstellung nachgeholt werden, wenn dies durch fortgeschrittenen
Belagverschleiß der
Bremsbeläge
nötig geworden
ist.
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Im
Folgenden soll auf die Aktivierung der Feststellbremsfunktion der
erfindungsgemäßen Fahrzeugbremse 10 eingegangen
werden, bei welcher die zwischen den Bremsbelägen vorhandene Bremsscheibe
gegen ein unbeabsichtigtes Drehen blockiert werden soll. Zur Erläuterung
der Feststellbremsfunktion soll zusätzlich auf 2 und 6 Bezug
genommen werden.
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Zum
Betätigen
der Fahrzeugbremse 10 in einer Feststellbremssituation
auf eine Betätigung
eines im Fahrzeuginnenraum angeordneten Schalters hin (Schritt S12
in 6), wird eine ESP-Pumpe aktiviert und es wird
zunächst
der Fluidkammer 68 Hydraulikfluid zugeführt und der darin herrschende
Hydraulikdruck von einem Wert von beispielsweise 0 bar auf einen
Wert von beispielsweise 200 bar erhöht. Das Hydraulikfluid kann
durch die Betätigung
des Bremspedals durch den Fahrer oder automatisch unabhängig oder
zusätzlich
zu einer Bremspedalbetätigung
vermittels einer Pumpe ähnlich
wie bei einem automatischen Bremsvorgang, beispielsweise mittels einer
Fahrdynamikregelung, beispielsweise gesteuert durch eine ECU 90,
zugeführt
werden. Dabei werden von der ECU Steuerventile geschaltet (6, Schritt
S14–S18).
Daraus ergibt sich eine Klemmkraft an den Bremsbelägen. Durch
eine derartige Druckbeaufschlagung wird, wie vorstehend bereits
geschildert, das Blo ckierelement 58 in Anlage mit dem Bremskolben 16 gehalten.
Das Blockierelement 58 zieht über die Steilgewindepaarung
das Stützbauteil 46 mit,
so dass ein kleiner Spalt zwischen dem Rampenbauteil 36 und
dem Axiallager 44 entsteht. Dieser kleine Spalt beträgt beispielsweise
zwei bis drei Millimeter. Das Axiallager 44 wird dabei
allein auf dem Schaft des Übertragungselements 52 gehalten.
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In
der Folge wird der Druck in der Fluidkammer 68 im Wesentlichen – sieht
man einmal von Setzvorgängen
ab – gehalten
(Schritt S22). Aufgrund der Befüllung
der Fluidkammer 68 mit Hydraulikfluid in einem Druckbereich,
der deutlich über
dem vorstehend angegebenen Mindestdruck zur Komprimierung der Spiraldruckfeder 136 liegt,
ist das Verriegelungsorgan 128 druckbedingt aus der Fluidkammer 68 heraus
unter Komprimierung der Spiraldruckfeder 136 in den Innenraum
der Kartusche 126 verlagert worden. Dies bedeutet, dass
die Verzahnung 134 am radial inneren Ende des Verriegelungsorgans 128 nicht
mehr in Eingriff steht mit der Verzahnung 120 am Umfangsbereich
des Rampenbauteils 36.
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Ist
dieser Zustand erreicht, so wird nun die Drehmagnetanordnung 42 über die
elektronische Steuereinheit angesteuert. Diese treibt über den Zahnriemen 41 und
das drehangetriebene Zahnrad 40 das Rampenbauteil 36 an,
so dass sich dieses um die Drehachse A dreht und aufgrund einer
durch die Wälzkörper 34 und
die Rampenflächen
hervorgerufen Spreizbewegung in axialer Richtung 1 relativ zu
der Rampenscheibe 30 nach links verlagert.
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Ein
Aspekt der Erfindung liegt darin, dass diese Bewegung des Rampenbauteils 36 mit
sehr kleinen Stellkräften
realisiert werden kann. Dies liegt daran, dass die hydraulisch aktive
Fläche
H des mit dem Rampenbauteils 36 fest gekoppelten Kolbenkopfes 56 des Übertragungselements 52 diejenigen hydraulischen
Gegenkräfte
kompensiert, die einer Bewegung des Rampenbauteils 36 in
die Fluidkammer 68 hinein entgegen wirken würden. Durch
geeignete Dimensionierung des Kolbenkopfes 56 und entsprechend
kleine Dimensionierung des Durchmessers des Schaftes 52 lässt sich
sogar eine Überkompensation
der hydraulischen Gegenkräfte
bewirken, so dass eine Spreizbewegung der Rampenanordnung 20 begünstigt werden
kann.
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Der
Effekt der Gegenkraftkompensation stellt sich insbesondere dann
ein, wenn die hydraulisch inaktive (und daher zu kompensierende)
Fläche A1 des Wellenansatzes 38 größer oder
gleich der Fläche
A2 des Führungsflansches 56 ist.
Genauer gesagt, müsste
von beiden Flächen
noch die klein dimensionierte hydraulische inaktive Querschnittsfläche des
Schaftes des Übertragungselements 52 abgezogen
werden. Bei einer derartigen Flächengleichheit
A1 ≥ A2 gilt die Beziehung, dass die aufgrund des in
der Fluidkammer 68 herrschenden Hydraulikdrucks auftretenden
Reaktionskräfte
F1 und F2 ebenfalls
gleich sind und sich somit aufheben.
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Dieses
Prinzip wird erfindungsgemäß dazu genutzt,
die Dreh-Magnetanordnung 42 so leistungsschwach wie möglich auszugestalten,
um somit Kosteneinsparungen bei der Bauteilbeschaffung sowie eine
Bauraumreduzierung zu erreichen. Es reicht aus, mit sehr geringen
Stellkräften
das Rampenbauteil 36 über
den vorstehend angesprochenen Spalt durch eine Spreizung relativ
zu der Rampenscheibe 30 in Richtung der Achse A zu verlagern,
bis dieses wieder an dem Gleitlager anliegt.
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Sodann
wird der Fluiddruck in der Fluidkammer 68 abgebaut (Schritt
S30). Zu Beginn dieses Druckabbaus geschieht zunächst nichts. Wird jedoch der
für die
Komprimierung der Spiraldruckfeder 136 maßgebliche
Grenzdruck unterschritten, so kann sich diese wieder entspannen
und das Verriegelungsorgan 128 in die Fluidkammer 68 hinein
schieben, bis dieses seine Endstellung erreicht. In dieser greift
es mit seiner Verzahnung 134 in die Verzahnung 120 am
Umfang des Rampenbauteils 36 an und legt dieses in seiner
Winkelstellung fest. Dies geschieht automatisch bei dem Abbau des
Fluiddrucks in der Fluidkammer 68. In der Folge eines fortgesetzten
Druckabbaus versucht der Bremskolben 16 sich in 1 nach
rechts zurückzuverlagern,
stützt
sich jedoch über
das Blokierelement 58, das Stützbauteil 56 und das
Gleitlager 44 an dem in 1 nach links verlagerten
Rampenbauteil 36 ab, welches sich wiederum über die
Wälzkörper 34 an
der gehäusefesten Rampenscheibe 30 abstützt und
durch die ineinandergreifenden Verzahnungen verdrehgesichert ist (Schritt
S32). Es kommt allenfalls zu einer minimalen Rückstellbewegung aufgrund von
Setzvorgängen, die
jedoch vernachlässigbar
klein ist, so dass die verbleibende Klemmkraft immer noch groß genug
ist, um auch nach vollkommener Reduzierung des Hydraulikdrucks in
der Fluidkammer 68 weiterhin eine hinreichende Klemmwirkung
aufrechterhalten zu können,
die ausreicht, um die Bremsscheibe gegen ein unbeabsichtigtes Drehen
zu sichern. Schließlich kann
die Dreh-Magnetanordnung 42 abgeschaltet werden (Schritt
S34). Der Verriegelungsvorgang und die Druckentlastung sollten vorteilhafterweise
nahezu synchron erfolgen, um eventuelle Verluste bei der Klemmkraft
auszuschließen.
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Zum
Lösen der
Feststellbremsefunktion nach entsprechender Betätigung des Schalters 96 wird
der Hydraulikdruck in der Fluidkammer 68 wieder erhöht, bis
er den vorstehend genannten Wert von beispielsweise 200 bar erreicht.
Dadurch erhöht sich
die Klemmkraft auch wieder geringfügig, bis sie schließlich im
Wesentlichen den vorangehend genannten maximalen Klemmkraftwert
erreicht, bei welcher das Stützbauteil 46 wiederum
geringfügig
von dem Rampenbauteil 36 in 1 nach links
verlagert wurde. Während
der Erhöhung
des Fluiddrucks in der Fluidkammer 68 wird bei Überschreiten
des zur Komprimierung der Schraubendruckfeder 136 maßgeblichen
Grenzdrucks wieder das Verriegelungsorgan 128 in die Kartusche 126 hinein
verlagert und gibt das Rampenbauteil 36 für eine Drehbewegung
frei. Sodann erfolgt eine Ansteuerung der Dreh-Magnetanordnung 42,
so dass das Rampenbauteil 36 selbst durch die kleinen Rückstellkräfte der
Dreh-Magnetanordnung 42 wieder in seine Ausgangsstellung
verlagert werden kann. In der Folge wird Hydraulikfluid aus der
Fluidkammer 58 abgelassen, so dass sich diese leeren kann
und der Bremskolben 16 in seine in 1 gezeigte
Ausgangsstellung zurückkehren kann.
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Mit
der ersten Ausführungsform
der Erfindung ist es also möglich,
eine sichere Feststellbremsfunktion bereitzustellen, die aufgrund
der Wirkung der Verriegelungsanordnung 125 ein unbeabsichtigtes
Lösen verhindert
und die durch Ausnutzung des Hydraulikdrucks in der Fluidkammer
und die vorstehend angesprochene Gegenkraftkompensation oder -überkompensation
nur sehr geringe Stellkräfte über die
Drehmagnetanordnung 42 benötigt. Die Drehmagnetanordnung 42 kann
entsprechend leistungsschwach ausgebildet werden.
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Ferner
sei angemerkt, dass eine Funktionsüberprüfung bzw. -überwachung durch Überwachung bestimmter
Betriebsparameter der Drehmagnetanordnung 42 durchgeführt werden
kann. Als derartige Betriebsparameter kommen beispielsweise die Stromaufnahme
und die Drehwinkelstellung der Dreh-Magnetanordnung 42 in
Frage, die sich einfach überwachen
lassen und die zuverlässig
mit einer die Sicherheit erhöhenden
Redundanz Information über den
aktuellen Zustand der Bremse geben. Anhand dieser Informationen
lässt sich
auch feststellen, ob die Verrastung über die beiden Verzahnungen 120 und 134 nicht
zu früh
vor Erreichen einer eine Feststellbremswirkung gewährleistenden
Stellung eingetreten ist.
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3 und 4 zeigen
ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Zur Vermeidung von Wiederholungen und zur Vereinfachung
der Beschreibung soll im Folgenden nur auf die Unterschiede des
zweiten Ausführungsbeispiels
gemäß 3 und 4 zu
dem ersten Ausführungsbeispiel
gemäß 1 und 2 eingegangen
werden. Es werden für
gleichwirkende oder gleichartige Komponenten dieselben Bezugszeichen
wie bei der Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwendet,
jedoch mit dem Kleinbuchstaben "a" nachgestellt.
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Das
zweite Ausführungsbeispiel
gemäß 3 und 4 unterscheidet
sich von dem ersten Ausführungsbeispiel
gemäß 1 und 2 in
der Ausbildung der Dreh-Magneten.
Dieser ist als Druck-Zug-Elektromagnet ausgebildet und weist eine Kugel-Rampenebene auf,
die eine integrierte lineare Bewegung des Elektromagneten in eine
Drehbewegung umsetzt. Diese Drehbewegung wird auf den Wellenansatz 38a übertragen,
wobei die vorstehend geschilderten Effekte auftreten. Die Linearverlagerung
entlang der Längsachse
A wird also unmittelbar durch die Hubbewegung der Magnetanordnung 42a erreicht.
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Im Übrigen funktioniert
die Anordnung gemäß 3 und 4 genauso,
wie vorstehend mit Bezug auf 1 und 2 geschildert.
Insbesondere die Verriegelungsanordnung 125a funktioniert druckabhängig, wie
vorstehend bezüglich
der Verriegelungsanordnung 125 geschildert.
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5 zeigt
eine schematische Darstellung des mit der Fahrzeugbremse 10a gekoppelten
Hydrauliksystems und dessen Komponenten.
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Im
Einzelnen sind dies ein Bremspedal 72a, das mit einer Bremskraftverstärker-Hauptbremszylindereinheit 74a zusammenwirkt. Über eine
Druckleitung 78a wird aus einem Reservoir 76a in
Reaktion auf eine auf das Bremspedal ausgeübte Betätigungskraft F Hydraulikfliuid
einem Hydrauliksystem 80a, vorzugsweise einer ABS-/ESP-Anlage, zugeführt. Dieses
umfasst Steuerventile 82a, 84a, 86a, 88a,
die über
eine elektronische Steuereinheit 90a ansteuerbar sind.
Ferner umfasst das Hydrauliksystem eine motorisch angetriebene Druckpumpe 92a,
die ebenfalls mit der elektronischen Steuereinheit 90a gekoppelt
ist. Darüber
hinaus kann ein Drucksensor 94a vorgesehen sein, um den
in die Fluidkammer 68a eingeleiteten Hydraulikdruck bei
geöffnetem
Steuerventil 86a zu erfassen. Sofern kein Drucksensor vorgesehen
ist, z.B. aus Kostengründen,
kann der in die Fluidkammer 68a eingesteuerte Hydraulikdruck
anhand eines mathematischen Modells bestimmt werden. Die elektronische
Steuereinheit 90a ist über
einen Feststellbremsbetätigungsschalter 96a ansteuerbar
und über
eine Verbindungsleitung 98a mit der Dreh-Magnetanordnung 42 gemäß 1 zur
Ansteuerung derselben und zum Abgreifen der vorstehend bezeichneten
Parameter zur Funktionsüberwachung,
nämlich
der aktuellen Drehstellung des Elektromagneten 42a und
dessen Stromaufnahme verbunden.