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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung insbesondere für eine Fahrzeugbremse, umfassend wenigstens ein Rad-Zahnrad, das einem Fahrzeugrad zugeordnet ist und koaxial mit der Drehachse des Fahrzeugrades mit letzterem drehfest verbindbar ist, sowie wenigstens zwei Bremszahnräder, die in Eingriff mit dem Rad-Zahnrad stehend angeordnet sind.
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Aus dem Stand der Technik sind allgemein mechanische sowie hydraulische Bremsen für Fahrzeuge, insbesondere Radbremsen für Kraftfahrzeuge, bekannt. Mechanische Lösungen für Radbremsen eines Kraftfahrzeugs umfassen beispielsweise in üblicher Weise eine Bremsscheibe, die dem jeweiligen Fahrzeugrad zugeordnet ist, sowie einen Bremssattel, an dem relativ zu der Bremsscheibe verlagerbare Bremsbacken angebracht sind, die zum Abbremsen des Fahrzeugrads die Bremsscheibe zwischen sich festklemmen können. Ebenfalls bekannt ist das Prinzip der Trommelbremse.
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Diese aus dem Stand der Technik wohl bekannten Bremsen haben jedoch den Nachteil, dass mit der Zeit sowohl die Bremsbelege der Bremsbacken als auch die Bremsscheibe oder der Bremstrommel selbst einem nennenswerten Verschleiß unterliegen. Dementsprechend ist es notwendig, diese Teile in regelmäßigen Abständen auszutauschen, um eine ausreichende Bremssicherheit bereitstellen zu können. Dadurch dass die Verschleißteile regelmäßig ersetzt werden müssen, entstehen dem Nutzer auch regelmäßige nicht unerhebliche Kosten.
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Ferner verändert sich der Anpressdruck der Bremsbacken an der Bremsscheibe verschleißbedingt, sodass eine Nachstellung durch gesonderte Mechanismen bereitgestellt werden muss, um ein sicheres Abbremsen des Fahrzeugs gewährleisten zu können.
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Desweiteren führt der Verschleiß der Bremsen zu einer nicht unerheblichen Umweltbelastung, da praktisch sämtliche Bremsbeläge (unabhängig davon, ob diese an einer Bremsscheibe oder Bremstrommel ausgebildet sind) Asbestfasern enthalten, die beim Bremsvorgang abgerieben und ins Freie gesetzt werden können.
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Um diese bekannten Nachteile der Abbremsung durch Reibung zwischen den Bremsbacken und einer Bremsscheibe oder einer alternativen Ausführungsform zwischen den Bremsbacken und einer Bremstrommel zu vermeiden, sind aus dem Stand der Technik ferner hydraulische Bremsen bekannt, bei denen durch die Radnaben eines Fahrzeugsrads Ölpumpen angetrieben werden und der durch die Pumpen erzeugte Ölstrom dann durch ein Drosselventil so gedrosselt wird, dass in der Pumpe eine Bremswirkung erzeugt wird. Bei einer völligen Drosselung oder absoluten Sperrung des Durchflusses kann sogar eine Blockierung herbeigeführt werden.
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Eine solche hydraulische bzw. ölhydraulische Dauerbremse zum Abbremsen von Fahrzeugen ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
DE 39 07 053 A1 bekannt.
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Ferner beschreibt auch die Europäische Patentanmeldung
EP 0 141 069 A2 eine hydraulische Bremse für ein Fahrzeug, bei dem zwei druckdicht kämmende Zahnräder einen Druckraum sowie einen Unterdruckraum ausbilden, die über eine Druckleitung verbunden sind. Die Besonderheit dieser hydraulischen Bremse ist darin zu sehen, dass durch eine spezielle Ausbildung eines der Zahnräder mit Radialbohrungen und korrespondierenden Radialbohrungen an einem feststehenden Zylinder, um den sich dieses Zahnrad dreht, ein ABS-Mechanismus bereitgestellt werden kann.
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Schließlich ist aus der Patentschrift
DD 110 928 eine Antriebsvorrichtung mit einem Antriebsaggregat bekannt, dessen Ölstrom zum Antrieb von vier umsteuerbaren Hydraulikmotoren verwendet wird, um die vier Räder eines Fahrzeugs anzutreiben. Die Motoren sind in gleicher Weise für ein Vorwärts- und ein Rückwärtsfahren geeignet und jeder Motor bildet ein aktives Element des Fahrzeugbremssystems. Jeder der Motoren umfasst ein zylindrisches Gehäuse sowie eine Getrieberotorvorrichtung, bestehend aus einem Sonnenrad, das mit zwei Paar Planetenrädern kämmt, wobei das Sonnenrad auf einer Abtriebswelle sitzt, mit der das Fahrzeugrad verbunden ist, während die Paare Planetenräder jeweils so angeordnet sind, dass sie Hochdrucköl von zwei Einlasssammelleitungen erhalten, um damit das Sonnenrad anzutreiben. Das Hochdrucköl wird vom Ausgang eines Antriebsaggregats zugeleitet und geht vom Getriebe aus zu einer Auslasssammelleitung mit einem Auslasskanal. Ein Bremsen wird dadurch bewirkt, dass das Fließen vom Öl aus der Auslasssammelleitung gedrosselt wird.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine besonders einfach herzustellende und wirksame Bremsvorrichtung bereit zu stellen, die einen möglichst geringen Verschleiß besitzt und gleichzeitig eine hohe Betriebssicherheit aufweist.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Bremsvorrichtung, insbesondere für eine Fahrzeugbremse, vorgeschlagen, die wenigstens ein Rad-Zahnrad umfasst, das einem Fahrzeugrad zugeordnet ist und koaxial mit der Drehachse des Fahrzeugrades mit letzterem drehfest verbindbar ist, wenigstens zwei Brems-Zahnräder, die relativ zu dem Rad-Zahnrad bewegbar sind, wobei jedes Brems-Zahnrad dazu ausgebildet ist, in einer inaktiven Stellung in Eingriff mit dem Rad-Zahnrad zu stehen und sich mit diesem mitzudrehen und in einer aktiven Stellung das Rad-Zahnrad in seiner Drehbewegung zu blockieren, sowie eine Ansteuerung, die dazu ausgebildet ist, die Brems-Zahnräder relativ zu dem Rad-Zahnrad zu bewegen, um fallweise die Abbremsung des Fahrzeugrades zu bewirken.
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Jedem Fahrzeugrad ist somit ein Rad-Zahnrad zugeordnet, das koaxial mit der Drehachse des Fahrzeugrades angeordnet und mit dem Fahrzeugrad drehfest verbindbar ist. Die Verbindung kann direkt durch eine Befestigung des Rad-Zahnrads an der Felge des jeweiligen Fahrzeugrades erfolgen oder indirekt durch Verbindung des Rad-Zahnrads mit der antreibenden Radachse des jeweiligen Fahrzeugrades. Auch die Zwischenschaltung von weiteren Elementen zwischen dem Rad-Zahnrad und dem damit verbundenen Fahrzeugrad ist selbstverständlich möglich. So können beispielsweise Komponenten eines elektronischen Regelsystems, insbesondere eines elektronischen Brems-Regelsystems wie ESP-, ABS oder ASR, oder eines elektronischen Fahrassistenzsystems, zwischen dem Rad-Zahnrad und dem verbundenen Fahrzeugrad angeordnet sein.
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Die wenigstens zwei Brems-Zahnräder sind relativ zu dem Rad-Zahnrad bewegbar. Bevorzugt stehen sie in jeder Stellung, sowohl in ihrer inaktiven Stellung (wenn keine Abbremsung des Fahrzeugrades erfolgen soll) wie auch in ihrer aktiven Stellung (beim Abbremsen des Fahrzeugrades), in Eingriff mit dem Rad-Zahnrad. In der inaktiven Stellung drehen diese sich von dem Rad-Zahnrad angetrieben frei mit diesem mit, wobei bevorzugt sowohl das Rad-Zahnrad als auch die Bremszahnräder geschmiert gelagert sind, um eine möglichst reibungsarme Drehbewegung aller Zahnräder zu ermöglichen.
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Weiterhin ist es möglich eine Schmierung zwischen Zahnrädern vorzusehen, um einen möglichst verschleißfreien Eingriff der Zahnräder miteinander zu ermöglichen. Beispielsweise kann ein weiteres Zahnrad, ein sogenanntes Schmier-Zahnrad in Eingriff mit einem dem Brems-Zahnrädern und/oder dem Rad-Zahnrad stehen, das durch Kontakt mit einem der Zahnräder der Bremsvorrichtung Schmierstoff an die Zahnflanken abgibt. Beispielsweise kann ein aus Graphit hergestelltes Schmier-Zahnrad verwendet werden. Alternativ kann jedoch ebenso eine Schmierung durch Öl, Ölnebel oder dergleichen bereitgestellt sein.
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Mit Hilfe der Ansteuerung der Bremsvorrichtung können die Brems-Zahnräder relativ zu dem Rad-Zahnrad bewegt werden, d. h. sie werden in Richtung zu dem Rad-Zahnrad bewegt, sodass die Zahnflanken des Rad-Zahnrades nicht mehr an denen der Brems-Zahnräder abrollen, sondern stattdessen durch die Brems-Zahnräder ein Blockieren des Rad-Zahnrads erreicht wird. Durch die Veränderung der relativen Lage der Brems-Zahnräder zu dem Rad-Zahnrad wird das Rad-Zahnrad regelrecht zwischen den Brems-Zahnrädern eingeklemmt darüber blockiert.
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Hierdurch kann fallweise, d. h. wenn dies gewünscht ist, ein Abbremsen des Fahrzeugrades bewirkt werden. Die vorliegende Bremsvorrichtung eignet sich beispielsweise für eine Feststellbremse (Parkbremse), bei der das Fahrzeug bereits zum Stillstand gebracht wurde, wenn die Bremse aktiviert wird. Alternativ kann die Bremsvorrichtung jedoch auch als Dauerbremse eingesetzt werden. In diesem Fall ist die Ansteuerung derartig ausgelegt, dass die Bewegung der Brems-Zahnräder vergleichsweise langsam erfolgt, um ein unmittelbares Blockieren des Rad-Zahnrads und damit des verbundenen Fahrzeugrades zu vermeiden.
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Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung lässt sich bei den Kraftfahrzeugen wie auch bei anderen Arten von Fahrzeugen, bei denen ein sich drehendes Fahrzeugrad vorgesehen ist, anwenden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können wenigstens vier Bremszahnräder vorgesehen sein, die gleichmäßig über den Umfang des Rad-Zahnrads verteilt in dieses eingreifen. Die Brems-Zahnräder können als Stirnräder in Eingriff mit dem Rad-Zahnrad stehen, oder in der Art eines Kegelradgetriebes. Auch können die Zahnräder unterschiedliche Arten von Verzahnungen aufweisen, wobei bevorzugt eine Evolventenverzahnung vorgesehen ist, da diese besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass wenigstens ein Brems-Zahnrad an einem Bremsmodul angeordnet ist, welches relativ zu dem Rad-Zahnrad bewegbar ist. Somit ist es denkbar, dass jedes der Brems-Zahnräder an einem separaten Bremsmodul befestigt ist, wobei jedes dieser Bremsmodule wiederum relativ zu dem Rad-Zahnrad bewegbar ist. Gleichermaßen ist es jedoch denkbar, dass die Brems-Zahnräder zumindest paarweise an einem Bremsmodul befestigt sind.
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Das Bremsmodul kann ferner translatorisch relativ zu dem Rad-Zahnrad verlagerbar sein oder alternativ um eine Schwenkachse relativ zu dem Rad-Zahnrad verschwenkbar sein, wobei die Schwenkachse bevorzugt parallel zu der Drehachse des Zahnrades ist, während die translatorische Bewegung beispielsweise in eine Richtung senkrecht zu der Drehachse des Rad-Zahnrades gewählt sein kann (insbesondere bei einer Ausführungsform mit Stirnrädern).
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Die Ansteuerung der Bremsvorrichtung kann ferner wenigstens einen Bremsbolzen umfassen, der mit wenigstens einem Bremsmodul zusammenwirken kann, um dieses relativ zu dem Rad-Zahnrad zu verlagern. Im Wesentlichen übersetzt die Ansteuerung den Bremsbefehl des Anwenders in eine Relativbewegung der Brems-Zahnräder zu dem Rad-Zahnrad. In einem Kraftfahrzeug kann beispielsweise ein Fahrer durch Drücken des Fusspedals den Bremswunsch bzw. Bremsbefehl ausdrücken. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Bremsen kann die Verlagerung des Fusspedals mechanisch oder hydraulisch eine Ansteuerung der Bremsbacken bewirken. In dem vorliegenden Fall ist es ebenfalls denkbar, den Bremsbolzen mechanisch oder hydraulisch anzusteuern. Der Bremsbolzen selbst kann beispielsweise direkt an dem Bremsmodul oder an mehreren Bremsmodulen angreifen, um dieses relativ zu dem Rad-Zahnrad zu bewegen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Ansteuerung eine Hydraulikeinheit, welche eine Bewegung des wenigstens einen Bremsmoduls relativ zu dem Rad-Zahnrad zu bewirken vermag. Diese Hydraulikeinheit kann entweder direkt an dem Bremsmodul angreifen (beispielsweise indem die Bremsmodule hydraulisch bewegbar sind) oder alternativ mit dem Bremsbolzen zusammenwirken, sodass dieser hydraulisch bewegt wird und seinerseits das Bremsmodul bewegt.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Ansteuerung auch einen Elektromagneten umfassen, der eine Bewegung des wenigstens einen Bremsmoduls relativ zu dem Rad-Zahnrad zu bewirken vermag. Die vorstehende Hydraulikeinheit kann mit Hilfe eines Elektromagneten eine unmittelbare Ansteuerung der Bremsmodule bzw. des wenigstens eines Bremsmoduls erreichen oder eine Ansteuerung über den Bremsbolzen, der seinerseits wiederum das wenigstens eine Bremsmodul verlagert.
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Vorstehend wurde bereits beschrieben, dass bevorzugt in jeder Stellung der Brems-Zahnräder relativ zu dem Rad-Zahnrad diese in Eingriff mit dem Rad-Zahnrad stehen. Dieses hat den Vorteil, dass in einer inaktiven Stellung des jeweiligen Brems-Zahnrads dieses frei von dem Rad-Zahnrad mitbewegt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform kann dann jedem Brems-Zahnrad mindestens ein Stromgenerator zugeordnet sein, der die Bewegungsenergie des Brems-Zahnrads in elektrische Energie umzuwandeln vermag. So können beispielsweise auch zwei Stromgeneratoren einem Brems-Zahnrad zugeordnet sein. Die umgewandelte Energie kann dann, wie bei einer Lichtmaschine, zum Aufladen der Batterie genutzt werden, oder bei einem Elektrofahrzeug den Akkumulatoren für den Antrieb des Fahrzeugs zugeführt werden. Alternativ ist es jedoch grundsätzlich auch denkbar, auf diesen Vorteil zu verzichten und stattdessen die Brems-Zahnräder in einer inaktiven Stellung außer Eingriff mit dem Rad-Zahnrad zu verlagern.
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Jedem Bremsmodul kann ferner eine Rückstelleinheit zugeordnet sein, die dazu eingerichtet ist, das Bremsmodul zurückzustellen und somit die daran angebrachten Brems-Zahnräder aus ihrer aktiven Stellung in eine inaktive Stellung zu überführen. Grundsätzlich ist es selbstverständlich auch denkbar auf eine solche Rückstelleinheit zu verzichten und die Rückstellung direkt über die Ansteuerung zu bewirken, wie es beispielsweise auch bei einer hydraulischen Ansteuerung von aus dem Stand der Technik bekannten Reibbremsen der Falls ist. Das Vorsehen einer zusätzlichen Rückstelleinheit ist jedoch dann besonders vorteilhaft, wenn die Ansteuerung die Bremsmodule bzw. das wenigsten eine Bremsmodul mechanisch in eine aktive Stellung der Brems-Zahnräder verlagert. Zudem wird das Vorsehen einer Rückstelleinheit durch eine besonders schnelle Lösung der Bremse bewirkt.
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Die Bremsvorrichtung kann zudem ein Gehäuse umfassen, in dem die Bremsmodule und das Rad-Zahnrad aufgenommen sind, wobei die Rückstelleinheit ein Federelement umfassen kann, das sich mit einer Seite an den Bremsmodul und mit anderer Seite an dem Gehäuse abzustützen vermag. Das Vorsehen eines Gehäuses hat auch unabhängig von dem Bereitstellen einer Rückstelleinheit den Vorteil, dass insbesondere bei einer geschmierten Bremsvorrichtung die Schmierstoffe nicht nach außen dringen können. Im umgekehrten Fall wird die Bremse bzw. die Bremsvorrichtung ferner vor einer Verschmutzung von außen beispielsweise Spritzwasser oder dergleichen, geschützt, wodurch ihre Sicherheit und Langlebigkeit verbessert werden.
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Bei dem Federelement der Rückstelleinheit kann es sich um eine Schraubenfeder oder um eine Blattfeder handeln. Gleichermaßen ist auch der Einsatz eines elastischen Elements, beispielsweise eines Elastomerkörpers, denkbar, der die Rückstellbewegung dadurch bewirkt, dass er aus einer elastisch verformten Form sich in seine ursprüngliche Form zurückverformt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt umfasst die Vorrichtung eine hydraulische Bremsvorrichtung umfassend wenigstens ein Rad-Zahnrad, das einem Fahrzeugrad zugeordnet ist und koaxial mit der Drehachse des Fahrzeugrades mit letzteren drehfest verbindbar ist, wenigstens ein Brems-Zahnrad, das in Eingriff mit dem Rad-Zahnrad stehend angeordnet ist, um sich mit diesem mitzudrehen, ein Gehäuse, in dem das Rad-Zahnrad sowie das wenigstens eine Brems-Zahnrad druckdicht aufgenommen sind, um eine hydraulische Flüssigkeit innerhalb des Gehäuses in eine Flussrichtung zu fördern, sowie eine Ansteuerung mit einer Hydraulikeinheit, die jeweils wenigstens zwei Leitungen im Eingriffsbereichs eines jeden Brems-Zahnrads mit dem Rad-Zahnrad umfasst, wobei innerhalb der Leitungen von der Ansteuerung ansteuerbare Ventile vorgesehen sind, die dazu ausgebildet sind, den Flüssigkeitsstrom der hydraulischen Flüssigkeit zu verändert, um fallweise ein Abbremsen des Fahrzeugrades zu bewirken.
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Bei diesem zweiten Aspekt der Erfindung fungieren die Brems-Zahnräder in Eingriff mit dem Rad-Zahnrad in der Art von Hydraulikpumpen, wobei bei einer ungebremsten Drehbewegung des Fahrzeugrades ein Hydraulikfluss innerhalb des Gehäuses der Bremsvorrichtung durch die sich drehenden Zahnräder bewirkt wird. Wenn die Ventile geschlossen sind, baut sich ein hydraulischer Druck auf, der die weitere Drehbewegung der Zahnräder abbremst.
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Weitere Merkmale, wie sie vorstehend für die Bremsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt beschrieben wurden, können selbstverständlich auch auf die Bremsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt angewandt werden, mit Ausnahme der Merkmale, die die relative Verschiebbarkeit der Brems-Zahnräder zum Rad-Zahnrad betreffen.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und/oder in den Ansprüchen genannt.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben, wobei die Figuren bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielhaft darstellen, bei der die einzelnen Merkmale der Erfindung miteinander kombiniert sind. Der Fachmann wird diese jedoch selbstverständlich auch losgelöst voneinander betrachten und/oder zu anderen sinnvollen Kombinationen zusammenfassen können.
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Es zeigen schematisch:
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1 eine erfindungsgemäße Bremsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform in einer teilgeschnittenen Draufsicht;
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2 die Bremsvorrichtung gemäß 1 in einer entlang der Schnittlinie II-II in 1 geschnittenen Darstellung;
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3 eine erfindungsgemäße Bremsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer teilgeschnittenen Draufsicht;
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4 die Bremsvorrichtung in einer entlang der Schnittlinie IV-IV der 3 geschnittenen Ansicht gemäß 3; und
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5 eine erfindungsgemäße Bremsvorrichtung in einer teilgeschnittenen Draufsicht gemäß einer dritten Ausführungsform.
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In den 1 bis 5 sind unterschiedliche Ausführungsformen einer Bremsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt.
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Die Bremsvorrichtung ist allgemein mit dem Bezugszeichen 10 (vgl. 1 und 2) bezeichnet, wobei zur Kennzeichnung der unterschiedlichen Ausführungsformen den Bezugszeichen bei der zweiten Ausführungsform der 3 und 4 die Ziffer ”1” vorangestellt ist und bei der dritten Ausführungsform der 5 den Bezugszeichen die Ziffer ”2” vorangestellt ist. Diese spezielle Kennzeichnung der unterschiedlichen Ausführungsformen ist bei allen Bezugszeichen vorgenommen worden, wobei die gleichen Bezugszeichen die gleichen Merkmale bezeichnen.
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Die Bremsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst ein zentrales Rad-Zahnrad 12, das einem nicht dargestellten Fahrzeugrad zugeordnet ist und dessen Mittelachse 18 koaxial mit der Drehachse des Fahrzeugrads ist. Zur Verbindung des Rad-Zahnrads 12 mit dem Fahrzeugrad weist dieses fünf Durchgangsbohrungen 14 auf, welche mit den Befestigungsbohrungen eines Fahrzeugrads zur Befestigung an einem Radflansch der Radachse fluchten. In den Durchgangsbohrungen 14 können entsprechend die Schrauben zur Befestigung des Fahrzeugrads zugleich auch zur Befestigung des Rad-Zahnrads der Bremsvorrichtung 10 verwendet werden.
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Weiterhin sind in der 1 vier Brems-Zahnräder 22 gezeigt, deren Außenverzahnung 26 mit der Außenverzahnung 16 des Rad-Zahnrads 12 in Eingriff steht. Die Brems-Zahnräder 22 sind jeweils an Bremsmodulen 20 angeordnet, welche einen zentralen Lagerbolzen 24 umfassen, der konzentrisch mit der Drehachse des jeweiligen Brems-Zahnrads 22 angeordnet ist, einen Bremsschlitten 30, an dem das jeweilige Brems-Zahnrad 22 über den Lagerbolzen 24 drehbar angebracht ist, sowie entsprechende Lager 34, z. B. Wälzlager, die eine möglichst reibungsfreie Lagerung des Lagerbolzens 24 an dem Schlitten 30 ermöglichen sollen.
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Wie in der 1 durch die Doppelpfeile T angedeutet, ist jedes Bremsmodul 20 entlang von Gehäuseschienen 44 translatorisch verschiebbar, so dass die Brems-Zahnräder 22 relativ zu dem Rad-Zahnrad 12 verschiebbar sind. Die Gehäuse- bzw. Führungsschienen 44 (vgl. auch 2) sind in einem mehrteiligen Gehäuse 40 der Bremsvorrichtung 10 aufgenommen, das sich im Wesentlichen aus den Gehäuseteilen 40a und 40b zusammensetzt. Ferner kann für einen Schutz vor äußeren Einflüssen, wie Spritzwasser, das Gehäuse auch durch seitliche Gehäuseplatten 42 zumindest teilweise geschlossen werden.
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Die translatorische Verlagerung der Bremsmodule 20 mit den Brems-Zahnrädern 22 relativ zu dem Rad-Zahnrad 12 ermöglicht es, die Brems-Zahnräder 22 in eine erste Stellung zu bringen, in der sie außer Eingriff mit der Außenverzahnung 16 des Rad-Zahnrads 12 stehen, in eine zweite Stellung, in der sie sich frei mit diesem mitdrehen, und in eine dritte Stellung, in der sie in einem blockierenden Eingriff mit dem Rad-Zahnrad 12 stehen. Bevorzugt werden die Bremsmodule 20 in Betrieb der Bremsvorrichtung 10 nur zwischen der zweiten und der dritten Stellung der Bremszahnräder 22 verlagert, wobei die Drehbewegung der Bremszahnräder in der zweiten Stellung beispielsweise mit Hilfe eines oder mehrerer Stromgeneratoren (nicht dargestellt) in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Bewirkt werden kann die translatorische Bewegung der Bremsmodule 22 hydraulisch, elektrisch, magnetisch oder mechanisch.
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In der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung sind anstelle von translatorisch verschiebbaren Bremsmodulen verschwenkbare Bremsmodule 120 vorgesehen, an denen die Brems-Zahnräder 122 angeordnet sind. Wie bereits bei der ersten Ausführungsform sind die Brems-Zahnräder 122 über einen Lagerbolzen 124 drehbar gelagert (Wälzlager 134) an den Bremsmodulen 120 angebracht (vgl. auch 4). Anstelle von verschiebbaren Bremsschlitten sind jedoch Schwenkarme 130 zur Aufnahme der Wälzlager 134 und zur Lagerung des Lagerbolzens 124 des jeweiligen Brems-Zahnrads 122 vorgesehen. Jeder der vier Schwenkarme 130 ist schwenkbar um eine Drehachse D an Gehäusevorsprüngen 140c des mehrteiligen Gehäuses 140a, 140b angebracht.
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Weiterhin sind die Schwenkarme 130 an den Angriffspunkten A mit einem Aktivierungsbolzen 150 zur Verlagerung der Bremsmodule 120 verbunden. Der Aktivierungsbolzen 150 ist dabei wiederum nur ein Beispiel für die Aktivierung bzw. Deaktivierung der Bremsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Alternativ zu dieser mechanischen Lösung könnten wiederum andere Aktivierungsmechanismen genutzt werden.
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Jeder der Schwenkarme 130 ist zudem über eine Feder 144 federbelastet, die zur Rückstellung oder zur Vorstellung des Schwenkarms 130 genutzt werden kann. Durch Verschwenken des Schwenkarms 130 wird das zugehörige Brems-Zahnrad 122 aus einer Stellung, in der es sich frei mit dem zentralen Rad-Zahnrad 112 mitbewegen kann (analog zur zweiten Stellung der ersten Ausführungsform), in eine Stellung verlagert, in der es dessen Drehbewegung blockieren kann (analog zur dritten Stellung der ersten Ausführungsform).
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Schließlich zeigt die 5 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung, bei der die Brems-Zahnräder 222 jedoch nicht relativ zu dem zentralen Rad-Zahnrad 212 verlagert werden. Stattdessen sind die Brems-Zahnräder 222, welch kämmend im Eingriff mit dem Rad-Zahnrad 212 angeordnet sind, in einem druckdichten Gehäuse 240 aufgenommen, in welchem zusätzlich Fluidleitungen 260 und 262 vorgesehen sind.
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Innerhalb des druckdichten Gehäuses 240, das beispielsweise durch zwei Gehäuseschalen gebildet sein kann, ist zudem ein Fluid vorgesehen, beispielsweise Öl oder dergleichen, das von dem Rad-Zahnrad 212 und dessen Drehbewegung in Fluss versetzt wird. In den Bereichen, in denen Brems-Zahnräder 222 in kämmendem Eingriff mit dem Rad-Zahnrad 212 stehen, sind die Fluidleitungen 260 und 262 vorgesehen, die als Bypass das Fluid um den Zahneingriff herumführen. So wird der Fluidfluss, der normalerweise durch den Zahneingriff fast vollständig zum Erliegen käme, da der Zwischenraum zwischen den Zähnen der Brems-Zahnräder 222 und des Rad-Zahnrads 212 die Durchflussmenge des Fluids vorgibt (und diese beschränkt), nicht behindert, sondern kann über die Bypassleitungen 260 bzw. 262 ungehindert weiterfließen.
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In den Bypassleitungen 260 sind jeweils Rückschlagventile 264 und 266 eingesetzt, wobei diese unterschiedliche Flussrichtungen (angedeutet durch die zugehörigen Pfeile in den Leitungen) erlauben bzw. unterbinden. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Bremsvorrichtung 210 sowohl für einen Vorwärtslauf der Fahrzeugräder als auch für einen Rückwärtslauf geeignet ist.
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Bei jeder der drei Ausführungsformen wird eine Bremsvorrichtung bereitgestellt, die im Aufbau einfach ist und bei der gleichzeitig ein Verschleiß gemindert ist bzw. verschleißfreies Bremsen ermöglicht wird. Gleichzeitig ist eine hohe Bremssicherheit gewährleistet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3907053 A1 [0007]
- EP 0141069 A2 [0008]
- DD 110928 [0009]
