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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Feststellbremsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
mit einer Trommelbremse, die zwei aus einer Ruhestellung aufspreizbare
Bremsbacken und eine Verriegelungseinrichtung aufweist, wobei die
Bremsbacken in eine Feststellbremsstellung aufspreizbar und mittels
der Verriegelungseinrichtung in der Feststellbremsstellung verriegelbar
sind, wobei die Verriegelungseinrichtung eine elektromechanisch
betätigbare
Stützeinrichtung
aufweist, die dazu ausgebildet ist, die in Feststellbremsstellung
aufgespreizten Bremsbacken zu verriegeln. Ferner betrifft die Erfindung
ein Bremssystem, das mit einer derartigen Feststellbremsvorrichtung
ausgerüstet
ist, sowie ein Verfahren zum Ansteuern einer derartigen Feststellbremsvorrichtung.
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Feststellbremsvorrichtungen
für Kraftfahrzeuge,
die mit einer Trommelbremse ausgeführt sind, sind aus dem Stand
der Technik allgemein bekannt. Beispielsweise zeigt das Dokument
EP 0 729 871 B1 eine
derartige Feststellbremsvorrichtung und ein entsprechend ausgerüstetes Fahrzeugbremssystem. Die
darin beschriebene Feststellbremse lässt sich über eine gesonderte Aktuatoreinheit
zwischen ihrer Ruhestellung und ihrer Verriegelungsstellung verlagern.
Die Aktuatoreinheit ist entsprechend leistungsstark ausgebildet,
insbesondere auch deshalb, weil sie eine mechanische Notbetätigung der
Feststellbremse gewährleisten
soll.
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Aus
dem gattungsbildenden Stand der Technik gemäß
DE 10 2004 037 308 A1 ist
eine Feststellbremsvorrichtung bekannt, die über ein hydraulisches Kraftstellglied
ansteuerbar ist, so dass die Bremsbacken aus ihrer Ruhestellung
in eine Verriegelungsstellung aufgespreizt werden können. Das hydraulische
Kraftstellglied weist einen Kolben auf, der in einem Zylinder durch
hydraulische Ansteuerung verlagerbar ist und so für ein Aufspreizen
der Bremsbacken sorgt. Bei Erreichen einer gewünschten Feststellbremswirkung
wird der Kolben des Kraftstellglieds über eine Verriegelungseinrichtung
festgestellt. Die Verriegelungseinrichtung weist hierzu einen Rastzahnmechanismus
auf. Es hat sich jedoch gezeigt, dass gerade bei einer derarti gen
Vorrichtung unerwünschte
Setzvorgänge
auftreten, so dass beim Festlegen des Kolbens zum Aufrechterhalten
der Feststellbremswirkung tatsächlich
ein Teil der Feststellbremskraft verloren geht. In Extremfällen kann
es daher zu nicht hinreichenden Feststellbremskräften kommen, so dass sich das
entsprechend ausgestattete Fahrzeug in unerwünschter Weise bewegen kann.
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Aus
dem Dokument
DE 196
20 344 A1 ist eine kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage bekannt,
bei der diejenigen Radbremseinheiten, die allein für die Betriebsbremsung
dienen, als reine Scheibenbremsen ausgebildet sind und diejenigen Radbremseinheiten,
die sowohl für
die Betriebsbremsung als auch für
die Feststellbremsung dienen, als reine Trommelbremse ausgebildet
sind. Trommelbremsen werden jedoch heutzutage nur noch ungern zum
Zwecke von Betriebsbremsungen eingesetzt.
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Als
weiterer Stand der Technik ist das Dokument
DE 1 957 376 A1 zu nennen,
das eine Trommelbremse mit Feststellbremsfunktion betrifft.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Feststellbremsvorrichtung
der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, die bei einfachem und
kostengünstigem
Aufbau eine zuverlässige
Feststellbremswirkung unter Vermeidung unerwünschter Setzeffekte aufweist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Feststellbremsvorrichtung der eingangs bezeichneten
Art gelöst,
die derart ausgebildet ist, dass die elektromechanisch betätigbare
Stützeinrichtung
nach Maßgabe
einer Leistungsaufnahme ansteuerbar ist.
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Die
elektromechanisch betätigbare
Stützeinrichtung
kann beispielsweise einen Elektromotor umfassen. Die Ansteuerung
der elektromechanisch betätigbaren
Stützeinrichtung
nach Maßgabe
einer Leistungsaufnahme bedeutet, dass der Elektromotor beispielsweise
anhand eines Stromaufnahmegradienten von einer elektronischen Steuereinheit
angesteuert und entsprechend aktiviert bzw. deaktiviert wird.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bremsbacken mittels eines
Kraftstellglieds in die Feststellbremsstellung aufspreizbar sind,
wobei das Kraftstellglied eine hydraulisch ansteuerbare Kolben-Zylinder-Einheit
umfasst. Dies erleichtert die vorstehend beschriebene Ansteuerung
der Feststellbremsvorrichtung, da eine Kopplung mit dem herkömmlichen,
ohnehin vorhandenen hydraulischen Kraftfahrzeugbremssystem möglich ist.
Alternativ hierzu kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die
Bremsbacken mittels der Stützeinrichtung
in die Feststellbremsstellung aufspreizbar sind.
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In
dem erstgenannten Fall kann die Stützeinrichtung dazu ausgebildet
sein, unabhängig
von dem Kraftstellglied die mittels des Kraftstellglieds in Feststellbremsstellung
aufgespreizten Bremsbacken zu verriegeln. Die erfindungsgemäße Feststellbremsvorrichtung
sieht bei dieser Ausführungsvariante
vor, dass zunächst
das hydraulische Kraftstellglied zum Aufspreizen der Bremsbacken
angesteuert wird, so dass die Bremsbacken aus ihrer Ruhestellung
in die Feststellbremsstellung verlagert werden. In der Folge wird
dann die elektromechanisch betätigbare
Stützeinrichtung
angesteuert, die vollkommen unabhängig von dem Kraftstellglied
ausgebildet und ansteuerbar ist. Diese legt dann die Bremsbacken
in ihrer Feststellbremsstellung fest, so dass sie auch in der gewünschten
Stellung unter Aufrechterhaltung der gewünschten Feststellbremswirkung
gehalten werden können.
In der Folge kann das Kraftstellglied freigegeben werden, wobei
die elektromechanisch betätigbare
Stützeinrichtung
der Verriegelungseinrichtung die Bremsbacken weiterhin in der Feststellbremsstellung
hält. Zum
Lösen der
Feststellbremsvorrichtung wird wieder das Kraftstellglied angesteuert,
so dass es die elektromechanisch betätigbare Stützeinrichtung entlastet. Diese
kann dann im entlasteten Zustand ohne Weiteres zurück in eine
die Bremsbacken freigebende Stellung verlagert werden. Sodann wird das
Kraftstellglied wieder freigegeben, so dass sich die Bremsbacken
in ihre Ruhestellung zurück
bewegen.
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Ferner
kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
dass die elektromechanisch betätigbare
Stützeinrichtung
eine Strebe aufweist, mittels der die Bremsbacken in der Feststellbremsstellung
verspannbar sind. In diesem Zusammenhang sieht eine Weiterbildung
der Erfindung vor, dass die Strebe im Bereich eines ihrer Enden
mit einer der Bremsbacken drehbeweglich verbunden ist und im Bereich
ihres anderen Endes relativ zu der anderen der Bremsbacken linear
verlagerbar ist.
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Ferner
sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass zur Verlagerung
der Strebe eine gesondert von dem Kraftstellglied ansteuerbare Strebenstelleinrichtung
vorgesehen ist.
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Um
unerwünschte
Rückstellbewegungen
zu vermeiden, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die
Strebenstelleinrichtung einen Linearantrieb, vorzugsweise mit einer
selbsthemmenden Gewindespindel-Gewindemutter-Anordnung, umfasst. Sobald
die Strebenstelleinrichtung einer bestimmten Gegenkraft ausgesetzt
wird, tritt Selbsthemmung ein, so dass unerwünschte Rückstellbewegungen aufgrund
von an den Bremsbacken auftretenden Reaktionskräften vermieden werden können.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass mit der Strebenstelleinrichtung ein
Steuerkonturkörper
gekoppelt ist, dessen Steuerkontur mit dem linear verlagerbaren
Abschnitt der Strebe für
deren Verlagerung in Wechselwirkung tritt. Auch in diesem Zusammenhang
kann zur Vermeidung unerwünschter
Rückstellbewegungen
vorgesehen sein, dass die Steuerkontur des Steuerkonturkörpers derart
ausgebildet ist, dass sie die Strebe selbsthemmend verspannt. Um
eine möglichst
reibungsarme und damit verlustarme Ansteuerung der Feststellbremsvorrichtung
erzielen zu können,
sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Steuerkonturkörper von
einem, vorzugsweise durch eine Lageranordnung, insbesondere durch
eine Wälzlageranordnung,
reibungsarm geführten
Keil gebildet ist, der quer zur Strebe verlagerbar ist.
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Hinsichtlich
der Steuerkontur, insbesondere der Keilkontur, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
dass diese einen Abschnitt aufweist, der noch eine zusätzliche
Zustellbewegung vorsieht, so dass bei einer Verlagerung des Steuerkonturkörpers, insbesondere
des Keils, die Bremsbacken weiter aufgespreizt werden. Gegebenenfalls
kann eine Getriebeanordnung vorgesehen sein, die die Stellbewegung des
Linearantriebs untersetzt. An sich sieht die Erfindung bei einer
Ausführungsvariante
zwar vor, dass die eigentliche Aufspreizbewegung mittels des Kraftstellglieds
erfolgt und der Linearantrieb der Strebenstelleinrichtung allein
zum Herstellen einer Blockierwirkung für die Verriegelungseinrichtung
genutzt wird. Dieser kann dann entsprechend schwach und kostengünstig ausgebildet
werden. Die vorstehend geschilderte alternative Ausführungsform,
bei der ohne hydraulisch betätigbares
Kraftstellglied ein Aufspreizen der Bremsbacken allein durch die
elektromechanisch betätigbare
Stützeinrichtung
erfolgt, erfordert einen etwas leistungsstärker ausgebildeten Linearantrieb
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug mit einzelnen
Rädern
zugeordneten Radbremseinheiten, wobei zumindest ein Teil der Radbremseinheiten
zum Durchführen
einer Betriebsbremsung sowie einer Feststellbremsung ausgebildet
ist, wobei die Radbremseinheiten, die zum Durchführen einer Betriebsbremsung
sowie einer Feststellbremsung ausgebildet sind, jeweils eine über ein
Hydrauliksystem ansteuerbare Scheibenbremsvorrichtung für Betriebsbremsvorgänge und eine
als Trommelbremse ausgebildete Feststellbremsvorrichtung, insbesondere
der vorstehend beschriebenen Art aufweisen. Bei diesem Bremssystem
ist erfin dungsgemäß vorgesehen,
dass die Feststellbremsvorrichtung über ein hydraulisches Kraftstellglied
betätigbar
ist, wobei das Kraftstellglied der Feststellbremsvorrichtung über ein
elektromagnetisches Trennventil mit dem Hydrauliksystem koppelbar
und von diesem trennbar ist, oder dass die Feststellbremsvorrichtung
unmittelbar durch Ansteuern einer elektromechanischen Stützeinrichtung
betätigbar
ist.
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Bei
dem erfindungsgemäß ausgeführten Bremssystems
ist also vorgesehen, dass für
herkömmliche
Bremsvorgänge
während
eines Fahrtbetriebs des Kraftfahrzeugs in üblicher Weise die Scheibenbremse,
das heißt
einzelne Scheibenbremseinheiten an den einzelnen Kraftfahrzeugrädern zum Einsatz
kommen. Zum Erzielen einer Feststellbremswirkung wird dann aber,
beispielsweise an den Hinterrädern,
jeweils eine gesonderte, als Trommelbremse ausgeführte Feststellbremsvorrichtung
der vorstehend beschriebenen Art angesteuert. Gleichermaßen ist
es erfindungsgemäß auch möglich, die Trommelbremse
auch für
Betriebsbremsvorgänge
zu nutzen, beispielsweise im Notfall. Eine Weiterbildung der Erfindungsvariante,
bei der die Feststellbremse hydraulisch vorgespannt wird, sieht
vor, dass die Betriebsbremsvorrichtung und die Feststellbremsvorrichtung
jeweils über
voneinander getrennt ausgebildete Hydrauliksysteme angesteuert werden
können. Bei
der Erfindungsvariante, bei der die Feststellbremse rein elektromechanisch
betätigt
wird, ist die Feststellbremse vollkommen von dem Hydraulikkreislauf unabhängig.
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Wie
vorstehend bereits angedeutet, ist das Kraftstellglied bei einer
Ausführungsvariante
der Erfindung als hydraulisch ansteuerbare Kolben-Zylinder-Einheit
ausgebildet, so dass diese in vorteilhafter Weise mit dem Hydrauliksystem
der Betriebsbremse (Scheibenbremsen) gekoppelt werden kann. Eine derartige
Kopplung ist aber in der Regel nur dann erforderlich, wenn auch
ein Feststellbremsvorgang erwünscht
ist, beispielsweise automatisch oder in Reaktion auf das Betätigen eines
Feststellbremsknopfes im Cockpit eines Fahrzeuges durch einen Fahrer. In
Folge einer derartigen Aktivierung der Feststellbremsvorrichtung
wird ein in seiner Ruhestellung geschlossenes Trennventil geöffnet, so
dass ein in dem Hydrauliksystem aufgebauter Bremsdruck zum Aufspreizen
der Bremsbacken der Feststellbremsvorrichtung genutzt werden kann.
Vorzugsweise sieht das erfindungsgemäße Bremssystem vor, dass das Hydrauliksystem
eine Druckquelle, insbesondere eine ESP-Pumpeneinheit, aufweist.
Die Druckquelle, insbesondere die ESP-Pumpeneinheit kann also zusätzlich auch
zum Aufspreizen der Bremsbacken und damit zum Aktivieren der Feststellbremsvorrichtung genutzt
werden. Erfindungsgemäß kann dann
weiter vorgesehen sein, dass das Trennventil nach Maßgabe eines
von einem Fahrer oder automatisch von einer elektronischen Steuereinheit
auslösbaren
Steuersignals zum Aktivieren und Freigeben der Feststellbremsvorrichtung
in seine geöffnete
Stellung bzw. in seine geschlossene Stellung schaltbar ist.
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Bei
der Ausführungsvariante
die Erfindung, bei der die Feststellbremse rein elektromechanisch betätigt wird,
sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Feststellbremse
hydraulikfrei über
eine elektronische Steuereinheit nach Maßgabe einer Leistungsaufnahme
ansteuerbar ist.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Überführen einer Feststellbremsvorrichtung, insbesondere
einer Feststellbremsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug der vorstehend
beschriebenen Art, aus einer Ruhestellung in eine Feststellbremsstellung, wobei
die Feststellbremsvorrichtung eine Trommelbremse, die zwei aus einer
Ruhestellung aufspreizbare Bremsbacken, ein Kraftstellglied und
eine Verriegelungseinrichtung aufweist, wobei die Bremsbacken mittels
des Kraftstellglieds in eine Feststellbremsstellung aufspreizbar
und mittels der Verriegelungseinrichtung in der Feststellbremsstellung
verriegelbar sind. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden
Schritte:
- a) Aufspreizen der Bremsbacken aus
der Ruhestellung in die Feststellbremsstellung mittels des Kraftstellglieds,
- b) Ansteuern der Verriegelungseinrichtung, wobei eine mechanische
Stützeinrichtung
der Verriegelungseinrichtung die Bremsbacken in der Feststellbremsstellung
unabhängig
von dem Kraftstellglied verriegelt und
- c) Freigeben des Kraftstellglieds.
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Schließlich beträgt die Erfindung
ein Verfahren zum Überführen einer
Feststellbremsvorrichtung, insbesondere einer Feststellbremsvorrichtung
für ein Kraftfahrzeug
der vorstehend beschriebenen Art, aus einer Ruhestellung in eine
Feststellbremsstellung, wobei die Feststellbremsvorrichtung eine
Trommelbremse, die zwei aus einer Ruhestellung aufspreizbare Bremsbacken,
eine elektromechanisch betätigbare
Stützeinrichtung
und eine Verriegelungseinrichtung aufweist, wobei die Bremsbacken
mittels der elektromechanisch betätigbaren Stützeinrichtung in eine Feststellbremsstellung
aufspreizbar und mittels der Verriegelungseinrichtung in der Feststellbremsstellung
verriegelbar sind. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden
Schritte:
- a) Aufspreizen der Bremsbacken (40, 42)
aus der Ruhestellung in die Feststellbremsstellung mittels der elektromechanisch
betätigbaren
Stützeinrichtung
(62), und
- b) Verriegeln der elektromechanisch betätigbaren Stützeinrichtung (62)
in der Feststellbremsstellung.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren beispielhaft
erläutert.
Es stellen dar:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Bremssystems;
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2 eine
Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Feststellbremsvorrichtung
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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3 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Feststellbremsvorrichtung
entlang der Schnittlinie III-III aus 2,
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4 eine
Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Feststellbremsvorrichtung
entlang der Schnittlinie IV-IV aus 2,
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5 eine
Ansicht entsprechend 1 eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
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6 eine
Ansicht entsprechend 2 des zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
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7 eine Ansicht entsprechend 3 des zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
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8 eine
Ansicht entsprechend 4 des zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels und
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9 eine
Kraft-Weg-Kennlinie der Feststellbremse des zweiten Ausführungsbeispiels
bei deren Aktivierung.
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In 1 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Bremssystems
in Übersichtsdarstellung
gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet. Das Bremssystem 10 umfasst
eine herkömmliche
Schwimmsattelbremsanordnung 12 für jedes Fahrzeugrad, wobei
in 1 repräsentativ
nur eine Schwimmsattelanordnung 12 für ein Hinterrad dargestellt
ist. Die Schwimmsattelbremsanordnung 12 wirkt mit einer
Bremsscheibe 14 zusammen, die drehfest mit dem abzubremsenden
Rad gekoppelt ist. Die Bremsscheibe 14 weist in ihrem zentralen
Bereich 16 topfartige Gestaltung auf, so dass sich eine zylindrische
Trommel 18 ausbildet. In der zylindrischen Trommel 18 ist
eine als Trommelbremse ausgeführte
Feststellbremsvorrichtung 20 vorgesehen, die im Folgenden
mit Bezug auf 2 bis 4 noch im
Detail erläutert
wird.
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Die
Feststellbremsvorrichtung 20 und die Schwimmsattelbremsanordnung 12 sind über ein
Hydrauliksystem 22 ansteuerbar. Das Hydrauliksystem 22 umfasst
einen Hauptbremszylinder 24, der unter Vermittlung eines
Bremskraftverstärkers
bzw. Bremskrafterzeugers 26 nach Maßgabe einer Betätigung eines
Bremspedals 28 Hydraulikfluid aus einem Fluidreservoir 30 in
das Hydrauliksystem 22 fördert. Ferner weist das Hydrauliksystem 22 eine
ESP-Pumpeneinheit 32 auf, die das Bremssystem ESP-fähig macht,
das heißt
die auch ohne Bremspedalbetätigung
eine elektronisch initiierte Bremsung einzelner oder sämtlicher
Radbremseinheiten ermöglicht.
Zur Ansteuerung des Bremssystems 10, insbesondere der ESP-Pumpeneinheit 32 und
der Feststellbremsvorrichtung 20, ist eine elektronische
Steuereinheit 34 vorgesehen. Diese ist ferner mit einer
Feststellbrems-Betätigungseinheit 36 gekoppelt,
die beispielsweise vom Innenraum des Fahrzeugs aus bedienbar ist,
um eine Aktivierung bzw. Deaktivierung der Feststellbremsvorrichtung 20 zu
ermöglichen.
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In 1 erkennt
man ferner ein elektromagnetisches Trennventil 38, das
sich in seinem Ruhezustand in geschlossener Stellung gemäß 1 befindet
und das bei elektromagnetischer Ansteuerung von der elektronischen
Steuereinheit 34 in seine geöffnete Stellung umschaltbar
ist, so dass es die hydraulischen Komponenten der Feststellbremsvorrichtung
mit dem Hydraulikkreis 22 des Bremssystems verbindet.
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Im
Folgenden soll mit Bezug auf 2 bis 4 im
Detail auf den Aufbau der erfindungsgemäßen Feststellbremsvorrichtung 20 eingegangen
werden.
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Die
erfindungsgemäße Feststellbremsvorrichtung 20 ist
als Trommelbremse ausgebildet und umfasst zwei halbkreisförmig ausgebildete
Bremsbacken 40 und 42, die an ihren radial äußeren Flächen mit
Bremsbelägen 44, 46 versehen
sind. Die beiden Bremsbacken 40, 42 sind über eine
Gelenkanordnung 48 gelenkig miteinander verbunden und über Vorspannfedern 50 und 52 in
die in 2 gezeigte Stellung vorgespannt. An ihren von
der Gelenkanordnung 48 abgewandten Enden ist zwischen den Bremsbacken 40, 42 ein
hydraulisches Kraftstellglied 54 angeordnet, das über Kolbenanordnungen
verfügt.
Bei Beschickung des Kraftstellglieds 54 mit Hydraulikfluid
aus dem Fluidkreis 22 des Bremssystems 10 gemäß 1 werden
die in 2 nur ansatzweise gezeigten Stellgliedkolben 56 und 58 entlang
der Stellgliedachse A auswärts
gedrängt,
so dass die Bremsbacken 40 und 42 aufgespreizt
werden, wobei sich die Bremsbeläge 44, 46,
wie in 1 gezeigt an die Innenumfangsflächen der
zylindrischen Trommel 18 der Bremsscheibe 14 zu
Bremszwecken anlegen und gegen diese drücken können.
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Ferner
sieht die erfindungsgemäße Feststellbremsvorrichtung 20 auch
eine Verriegelungseinrichtung 60 vor. Die Verriegelungseinrichtung 60 umfasst eine
Strebe 62, die an ihrem in 2 rechten
Ende über
einen gelenkig an der Bremsbacke 42 gelagerten Haltehebel 64 relativ
zu der Bremsbacke 42 schwenkbar gelagert ist. Der Haltehebel 64 ist über eine
Vorspannfeder 66 um den Schwenkpunkt 68 herum
in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn vorgespannt.
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An
ihrem von der Bremsbacke 42 entfernten Ende ist die Strebe 62 mit
einem Gabelabschnitt 70 ausgebildet, so dass sich zwischen
zwei Gabelzinken eine Aufnahme 74 ergibt. In dieser Aufnahme sind
zwei im Wesentlichen parallel verlaufende Stege 76, 78 aufgenommen,
die fest mit der zweiten Bremsbacke 40 gekoppelt sind.
Der Gabelabschnitt 70 ist über einen Lagerzapfen 72 mit
den Stegen 76, 78 verbunden, wobei der Lagerzapfen 72 fest
in dem Gabelabschnitt 70 aufgenommen ist und sich relativ zu
den Stegen 76, 78 in einem Langloch 80 verschieben
lässt.
Ferner ist in den Stegen 76, 78 ein zweiter Lagerzapfen 82 fixiert.
Auf beiden Lagerzapfen 72 und 82 ist jeweils ein
Radialkugellager 84 und 86 zwischen den beiden
Stegen 76 und 78 untergebracht.
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Die
Lagerzapfen 72 und 82 sind in einem derartigen
Abstand zueinander angeordnet, dass zwischen diesen ein Keilkörper 88 unter
Vermittlung der Radialkugellager 84 und 86 reibungsarm
verlagert werden kann. Der Keilkörper 88 weist
an seiner in 2 rechten Seite eine Steuerkontur 90 auf,
die einen Steuerhub s besitzt. Der Keilkörper 88 weist an seinem
in 2 und 4 unteren Ende ferner einen
Winkelabschnitt 92 auf, der mit einem Innengewinde versehen
ist. In das Innengewinde ist eine Gewindespindel 94 eingeschraubt,
die sich um die Drehachse D über
einen von der elektronischen Steuereinheit 34 ansteuerbaren
Elektromotor 96 drehen lässt, wobei sich der Winkelabschnitt
entlang der Drehachse D verlagert.
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Der
Vollständigkeit
halber sei noch erwähnt, dass
die Feststellbremsanordnung 20 an ihrer in 4 rechten
Seite mit einem Abschirmgehäuse 98 versehen
ist, das über
Verbindungsbolzen 100 mit der Gelenkanordnung verbunden
ist.
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Das
vorstehend beschriebene Bremssystem funktioniert wie folgt: Während einer
Normalbremsung, das heißt
bei Betätigung
des Bremspedals 28, oder während einer elektronischen
Bremsung, die von der elektronischen Steuereinheit 34 über die ESP-Pumpeneinheit initiiert
wird, bleibt das Trennventil 38 in seinem geschlossenen
Zustand und ein in dem Hydrauliksystem 22 erzeugter Hydraulikdruck wird
unmittelbar an die Schwimmsattelbremsanordnung 12 zum Abbremsen
der Bremsscheibe 14 im Stile einer herkömmlichen Scheibenbremse geleitet.
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Betätigt der
Fahrer aber die Feststellbremsbetätigungseinheit 36,
so wird das Trennventil 38 in seine geöffnete Stellung geschaltet,
so dass der in dem Hydrauliksystem erzeugte Bremsdruck an dem hydraulischen
Kraftstellglied 54 anliegt. Die Kolben 56 und 58 spreizen
sodann die beiden Bremsbacken 40 und 42 auseinander
und legen diese an die Innenumfangsflächen der zylindrischen Trommel 18 an,
so dass sich eine Feststellbremswirkung gewünschter Intensität ergibt.
Sobald sich die gewünschte
Feststellbremskraft eingestellt hat, wird der Elektromotor 96 angesteuert
und zwar derart, dass er den Keilkörper 88 in 2 nach
unten zieht. In der Folge legt sich die Steuerkontur 90 des
Keilkörpers 88 wieder an
den Außenring
des Radialkugellagers 84 an. Das Radialkugellager 84 wurde
nämlich
aufgrund der vorangehend durch das Kraftstellglied 54 erreichten Spreizbewegung
der Bremsbacken 40 über
die Strebe 62 und den Lagerzapfen 72 innerhalb
des Langlochs 80 in 2 und 3 bereits nach rechts gezogen. Sobald sich
die Steuerkontur 90 wieder an den Außenring des Radialkugellagers 84 anlegt
und die Spindel 94 weitergedreht wird, kommt es zu einer
zusätzlichen
Zuspannwirkung über
einen Teil des Steuerhubs s der Steuerkontur 90, so dass
die Strebe 62 weiter in 2 und 3 nach rechts verlagert wird. Eine derartige
zusätzliche
Zuspannwirkung ist optional und hängt von der Leistungsstärke des
Elektromotors 96 ab. Jedenfalls ist der Hub s der Steuerkontur 90 derart
bemessen, dass sich die Steuerkontur 90 bei einer Verlagerung
des Keilelements 88 wieder an den Außenring des Rollenkugellagers 84,
satt anlegt.
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Entweder
die Steuerkontur 90 oder die Gewindepaarung der Gewindespindel 94 und
des Innengewindes in dem Winkelabschnitt 92, vorzugsweise
aber beide Komponenten, sind selbsthemmend ausgebildet und lassen
in Folge der auftretenden Gegenkräfte keine selbsttätigen Rückstellbewegungen
zu.
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Die
Ansteuerung des Elektromotors 96 kann derart erfolgen,
dass dieser automatisch ab einer bestimmten Leistungsaufnahme, beispielsweise
in Abhängigkeit
von dem benötigten
Motorstrom, abschaltet. Dadurch wird ein Überlasten des Motors 96 und eine
Fehlfunktion der Feststellbremsvorrichtung 20 verhindert.
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Sobald
vorstehender Zustand erreicht ist, in dem sich die Steuerkontur 90 an
den Außenring
des Rollenkugellagers 84 satt angelegt hat und die Strebe 62 in
ihrer durch die Spreizung mittels des Kraftstellglieds 54 vorgegebenen
Stellung vorspannt oder gar zusätzlich
nach rechts verlagert, wird der Druck in dem Hydrauliksystem 22 wieder
reduziert, so dass die Kolben 56 und 58 freigegeben
werden und sich wieder in das Gehäuse des Kraftstellglieds 54 zurückziehen.
Die Bremsbacken 40 und 42 verbleiben jedoch aufgrund
der Stützwirkung
der Strebe 62 in ihrer aufgespreizten Stellung, so dass
die Feststellbremswirkung beibehalten wird, obgleich der Hydraulikdruck
in dem Hydrauliksystem 22 reduziert wurde. Nach Abbau des
Hydraulikdrucks wird das Trennventil 38 wieder freigegeben,
so dass es in seine geschlossene Stellung zurückkehrt. Die Feststellbremse 20 ist
weiterhin verriegelt. Aufgrund der vollständig getrennten Ausbildung
der mechanischen Stützeinrichtung
mittels der Strebe 62 und der Verriegelungseinrichtung 60 können unerwünschte Setzeffekte,
die sich beispielsweise bei der Reduzierung des Hydraulikdrucks
ergeben, unterbunden werden. Die erfindungsgemäße Feststellbremsvorrichtung 20 verbleibt
im wesentlichen in der gewählten
Feststellbremsposition, so dass die Feststellbremswirkung weitgehend
verlustfrei aufrechterhalten werden kann.
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Zum
Lösen der
Feststellbremsvorrichtung 20 wird wiederum das Trennventil 38 geöffnet und
ein hinreichend hoher Hydraulikdruck in dem Hydrauliksystem 22 aufgebaut.
In der Folge wird das Kraftstellglied 54 angesteuert, so
dass die Kolben 56 und 58 die Bremsbacken 40 und 42 kontaktieren
und geringfügig
weiter aufspreizen. Dadurch wird die Verriegelungseinrichtung 60,
insbesondere die Strebe 62 entlastet, so dass unter geringer
Leistungsaufnahme der Elektromotor 96 angesteuert werden
kann, um das Keilelement 88 in seine in 2 gezeigte
Ausgangsstellung zurückzuverlagern.
Anschließend
wird der Hydraulikdruck in dem Hydrauliksystem 22 wieder
reduziert, so dass die Kolben 56 und 58 wieder
in ihre in 2 gezeigte Stellung in das Kraftstellglied 54 eintauchen
können.
Da sich nun das Keilelement 88 in seiner Ausgangsstellung
befindet, so dass der Steuerhub s wirkungslos bleibt, kann sich
die Strebe 62 ebenfalls wieder in ihre in 2 gezeigte
Ausgangsstellung zurückbewegen.
Die Bremsbacken 40 und 42 können daher ebenfalls in ihre
Ausgangsstellung gemäß 2 zurückkehren.
Die Feststellbremsvorrichtung ist damit gelöst.
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Durch
die erfindungsgemäße Feststellbremsvorrichtung 20 bei
Einbindung in ein erfindungsgemäßes Bremssystem 10 lässt sich
mit einfachen technischen Mitteln, insbesondere unter Verwendung
eines relativ leistungsschwach ausgebildeten und damit kostengünstigen
Elektromotors 96, eine zuverlässige Verriegelung der Feststellbremsvorrichtung
mit hohen Klemmkräften
und geringen Verlusten erreichen. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung
liegt darin, dass die Bremsbacken 40 und 42 in
ihrer wunschgemäßen Feststellbremsstellung über die
Verriegelungseinrichtung 60 verriegelt werden können, ohne
dass nennenswerte Setzeffekte auftreten können, wie dies bei dem vorstehend
beschriebenen Stand der Technik der Fall ist.
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5 zeigt
nun ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung in Übersichtsdarstellung.
Zur Vermeidung von Wiederholungen und zur Vereinfachung der Beschreibung
soll im Folgenden lediglich auf die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel
eingegangen werden. Dies gilt auch für die weiteren Ansichten gemäß 6 bis 8.
Ferner werden zur Vereinfachung der Beschreibung dieses zweiten Ausführungsbeispiels
dieselben Bezugszeichen wie bei der Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels
verwendet, jedoch mit der Ziffer "1" vorangestellt.
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Der
wesentliche Unterschied des zweiten Ausführungsbeispiels im Vergleich
zu dem ersten Ausführungsbeispiel
liegt darin, dass die als Trommelbremse ausgeführte Feststellbremsvorrichtung 120 nicht
mehr über
das Hydrauliksystem 122 ansteuerbar ist. Das Hydrauliksystem 122 dient
allein zur Ansteuerung der Schwimmsattelbremsanordnung 112.
Die Feststellbremsvorrichtung 120 ist demgegenüber eine
Signalleitung 121 mit der elektronischen Steuereinheit 134 verbunden.
Im Folgenden soll auf den Aufbau der Feststellbremsvorrichtung 120 im
Detail mit Bezug auf die 6 bis 8 eingegangen
werden.
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Die
Feststellbremsvorrichtung 120 unterscheidet sich von der
Feststellbremsvorrichtung 20 gemäß 1 bis 4 im
Wesentlichen darin, dass sie ohne das hydraulische Kraftstellglied 54 ausgebildet
ist. Stattdessen ist der Elektromotor 196 derart stark
ausgebildet, dass er die beiden Bremsbacken 140 und 142 hinreichend
weit spreizen kann, um eine gewünschte
Feststellbremswirkung zu erzielen.
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Die
Feststellbremsvorrichtung 120 funktioniert im Übrigen im
Wesentlichen so, wie vorstehend für das erste Ausführungsbeispiel
beschrieben. Bei einer Ansteuerung des Elektromotors 196 spreizt
dieser über
die Steuerkontur 190 die beiden Bremsbacken 140 und 142 und
erzielt somit die Feststellbremswirkung. Die Strebe 162 hält diese
Spreizung wegen der vorstehend erwähnten Selbsthemmung so lange
aufrecht, bis der Elektromotor 196 erneut aktiviert wird
und den Keilkörper 192 wieder
in die in 6 gezeigte Ausgangsstellung
zurück
bewegt. In diesem Zustand ist die Feststellbremse 120 gelöst.
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Die
Ansteuerung der Feststellbremsvorrichtung 120 erfolgt nach
Maßgabe
der Leistungsaufnahme des Elektromotors 196. Man erkennt
den Verlauf der Leistungsaufnahme an Hand des in 9 gezeigten
Diagramms. Mit zunehmendem Zuspannwegs steigt die Zuspannkraft F
zunächst
nur schwach, nach Überwindung
eines Lüftspiels
von etwa 0,6 mm dann aber stärker.
Mit steigender Zuspannkraft F steigt auch die Leistungsaufnahme
des Elektromotors 196. Sobald eine bestimmte Zuspannkraft
F erreicht ist, beispielsweise von 5 kN, die einer bestimmten Leistungsaufnahme
des Elektromotors 196 entspricht, wird die Ansteuerung
des Elektromotors 196 unterbrochen. Dieser hält sodann
die Position und damit die Aufspreizung der Bremsbacken 140 und 142.
Zum Lösen
der Feststellbremse wird der Elektromotor 196 wieder in
seine Ausgangsstellung bewegt.