DE19502927A1 - Kombinierte Betriebs- und Feststellbremse - Google Patents
Kombinierte Betriebs- und FeststellbremseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine kombinierte Betriebs- und Fest
stellbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige kombinierte Betriebs- und Feststellbremse ist
aus der DE 37 32 303 A1 bekannt. Die bekannte Bremse weist
eine hydraulische Betätigungsvorrichtung in Form eines
Bremszylinders mit zwei in entgegengesetzte Richtungen ver
schiebbaren Bremskolben auf. Der Bremszylinder ist über eine
erste hydraulische Zuleitung mit der übrigen Bremsanlage
eines Fahrzeugs verbunden. Eine zweite hydraulische Zulei
tung führt zu einer hydraulisch betätigbaren Feststellvor
richtung in Form eines zum Bremszylinder im rechten Winkel
angeordneten Hilfszylinders mit einem Hilfskolben, der einen
Keil zwischen die beiden zuerst genannten Bremskolben im
Bremszylinder schieben kann, um die beiden Bremskolben im
zugespannten Zustand zu arretieren. Die bekannte Anordnung
hat den Nachteil, daß für jede Bremse zwei hydraulische Zu
leitungen erforderlich sind. Dadurch wird der Kostenaufwand
für Material und Montage erheblich erhöht.
Es sind auch kombinierte Betriebs- und Feststellbremsen be
kannt, bei denen für Betriebsbremsungen eine hydraulische
Betätigungsvorrichtung und als Parkbremse mechanisch betä
tigbare Feststellvorrichtungen vorgesehen sind. Diese Anord
nungen haben aber den Nachteil, daß neben der hydraulischen
Zuleitung für jede Bremse noch ein zusätzliches Bremsseil
vorgesehen werden muß. Auch hier ergibt sich ein erhöhter
Material- und Fertigungsaufwand. Darüberhinaus kann das
Bremsseil erst nach dem Einbau der Bremse am Fahrzeug mon
tiert werden. Diese Montage liegt üblicherweise nicht im
Bereich des besonders sachkundigen Bremsenherstellers, son
dern wird im allgemeinen vom Automobilhersteller durchge
führt. Der Automobilhersteller hat hier neben dem Nachteil
eines erhöhten Montageaufwandes zusätzlich das Risiko einer
Fehlmontage zu tragen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kombinierte
Betriebs- und Feststellbremse der genannten Art hinsichtlich
der Betätigung der Feststellvorrichtung zu vereinfachen, so
daß insbesondere der Aufwand für die Montage der Bremse am
Fahrzeug verringert wird.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1. Kern der Lösung ist es, für die
Betätigung der Betriebsbremse und der Feststellvorrichtung
dieselbe hydraulische Zuleitung zu benutzen und die funktio
nelle Trennung durch die Wahl verschiedener Druckbereiche
für die verschiedenen Funktionen zu erzielen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform gemäß Anspruch 2
ist vorgesehen, daß für die Betriebsbremsung der hydrauli
sche Druck im Bereich von 0 bis 150 bar liegt, während für
die Betätigung der Feststellvorrichtung ein Druckstoß im
Bereich über 200 bar erforderlich ist. Dabei liegt der hy
draulische Druck für die Betriebsbremsung in dem ansonsten
üblichen Bereich, so daß diesbezüglich keine Änderung an der
Bremsanlage erforderlich ist.
Um die Feststellvorrichtung gegen unbeabsichtigtes Lösen zu
sichern, ist gemäß Anspruch 3 vorgesehen, daß der Bremskol
ben gegenüber dem Bremszylinder durch mechanische Rastmittel
verrastbar ist. Es liegt jedoch auch im Bereich der vorlie
genden Erfindung, den Bremskolben gegenüber dem Bremszylin
der durch Reibschluß zu arretieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß
Anspruch 4 sind die Rastmittel der Feststellvorrichtung mit
tels eines hydraulischen Hilfskolbens betätigbar. Der Hilfs
kolben besitzt eine wesentlich kleinere Querschnittsfläche
als der Bremskolben, so daß zur Erzeugung der für die Betä
tigung der Rastmittel vorgesehenen Betätigungskräfte ein
hoher hydraulischer Druck erforderlich ist. Weiterhin kann
der Hilfskolben entgegen der Betätigungsrichtung durch eine
Rückstellfeder beaufschlagt sein.
Eine derartige Rückstellfeder ist insbesondere vorteilhaft
im Zusammenhang mit der bevorzugten Ausführungsform gemäß
Anspruch 5. Bei dieser Ausführungsform wird der Hilfskolben
durch einen ersten Druckstoß in Betätigungsrichtung bewegt,
wobei die Bewegung über eine mechanische Übertragungsvor
richtung mit Speicherfunktion auf die Rastmittel übertragen
wird. Dabei verrasten die Rastmittel den Bremskolben mit dem
Bremszylinder. Nach dem Druckstoß kehrt der Hilfskolben un
ter Wirkung der Rückstellfeder in seine Ausgangsstellung
zurück, während der mechanische Speicher die Rastmittel in
ihrer verrasteten Stellung hält. Bei einem zweiten Druckstoß
bewegt sich der Hilfskolben wiederum in Betätigungsrichtung
und wirkt erneut auf die mechanische Vorrichtung ein, die
aber nun wieder in den ursprünglichen Schaltzustand zurück
versetzt wird. Dabei werden die Rastmittel gelöst. Der
Bremskolben ist jetzt wieder frei beweglich im Bremszylinder
und kann in seine Ausgangsstellung zurückkehren. Dies ge
schieht nach dem zweiten Druckstoß, wenn der hydraulische
Druck vollkommen nachgelassen hat. Dann kehrt auch der
Hilfskolben in seiner Ausgangsstellung zurück und die Fest
stellvorrichtung ist bereit für eine erneute Betätigung.
In einem ersten Ausführungsbeispiel für die Feststellvor
richtung ist gemäß Anspruch 6 vorgesehen, daß die Rastmittel
aus Klinken bestehen, die über den Umfang des Bremskolbens
verteilt angeordnet sind. Die Klinken greifen in eine Innen
verzahnung der Bremszylinderbohrung ein. In einem zweiten
Ausführungsbeispiel gemäß Anspruch 7 können die Rastmittel
aber auch am offenen Ende des Bremszylinders im Bereich der
Stirnfläche des Bremskolbens angeordnet sein. Eine solche
Anordnung hätte den Vorteil, daß keine zusätzlichen Ferti
gungsmaßnahmen am Bremszylinder, insbesondere keine Innen
verzahnung angebracht werden müßte.
Mit den Ansprüchen 8 bis 10 soll auch eine Bremsanlage für
Kraftfahrzeuge unter Schutz gestellt werden, die mit einer
erfindungsgemäßen Bremse ausgestattet ist. Dabei kann der
zur Betätigung der Feststellvorrichtung erforderliche Druck
stoß durch eine vorzugsweise elektrisch angetriebene hydrau
lische Pumpe erzeugt werden. Als Druckmittelquelle kommt
aber auch ein Druckmittelspeicher in Frage, der durch eine
hydraulische Pumpe ständig wieder aufgeladen wird. Falls
eine derartige Druckmittelquelle mit eigener Energieversor
gung nicht zur Verfügung steht, kann der Druckstoß auch
durch einen Druckübersetzer erzeugt werden, der vom Fahrer
mittels eines Handhebels oder Fußpedals betätigbar ist.
Um den so erzeugten Druckimpuls in die für die Betriebsbrem
sung vorgesehenen hydraulischen Leitungen einzuleiten ist in
einer Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 vorgese
hen, daß ein Umschaltventil die zur Erzeugung des Druckstoßes
dienende Druckmittelquelle mit den hydraulischen Leitun
gen verbindet. Ein derartiges Umschaltventil ist vorzugswei
se elektrisch ansteuerbar, so daß die Feststellbremse durch
einen elektrischen Impuls betätigt werden kann.
Für den Fall, daß bei einer Störung in der Bremsanlage ein
Druckstoß zum Lösen der Feststellbremse nicht zur Verfügung
steht, wird eine Hilfseinrichtung gemäß Anspruch 10 empfoh
len. Durch zusätzliche mechanische Mittel ist hier die Fest
stellvorrichtung ohne Druckimpuls lösbar. Insbesondere im
Falle einer elektrisch ansteuerbaren Feststellbremse können
so zusätzliche Probleme bei einem Stromausfall vermieden
werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an
hand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine geschnittene Teilansicht einer erfindungsge
mäßen kombinierten Betriebs- und Feststellbremse
im eingerasteten Zustand,
Fig. 2 einen Ausschnitt derselben Bremse im gelösten Zu
stand.
Eine erfindungsgemäße kombinierte Betriebs- und Feststell
bremse besitzt wie in den Zeichnungen dargestellt eine hy
draulische Betätigungsvorrichtung 1, die einen Bremszylinder
2 und einen Bremskolben 3 aufweist. Bei einer Betriebsbrem
sung wird der Innenraum 4 des Bremszylinders 2 über eine
hydraulische Zuleitung 5 unter hydraulischen Druck gesetzt,
bis sich der druckbeaufschlagte Bremskolben 3 in Axialrich
tung 6 aus dem Bremszylinder 2 herausverschiebt, um mit sei
ner Stirnfläche 7 gegen einen nicht gezeigten Bremsbelag zu
drücken und diesen an eine nicht gezeigte Bremsscheibe zu
pressen. Die dargestellte hydraulische Betätigungsvorrich
tung 1 ist für eine Scheibenbremse bestimmt und als Bestand
teil eines Bremssattels zusammen mit diesem geeignet, zwei
Bremsbeläge an die gegenüberliegenden Axialseiten der Brems
scheibe anzudrücken und zuzuspannen.
Prinzipiell läßt die Erfindung auch eine Ausführungsform für
eine Trommelbremse zu, die jedoch hier nicht dargestellt
wurde.
Die dargestellte Bremse besitzt weiterhin eine hydraulisch
betätigbare Feststellvorrichtung 8 zum Arretieren des Brems
kolbens 3 im zugespannten Zustand. Erfindungsgemäß ist die
Feststellvorrichtung 8 über die für die Betriebsbremsung
vorgesehene hydraulische Zuleitung 5 durch einen Druckstoß
betätigbar, wobei der Druckstoß in einem Druckbereich ober
halb des für Betriebsbremsungen vorgesehenen Druckbereichs
liegt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind für die
Betriebsbremsungen ein Druckbereich von 0 bis 150 bar und
für die Betätigung der Feststellvorrichtung 8 ein Druckstoß
im Bereich über 200 bar vorgesehen.
Die Feststellvorrichtung 8 besitzt mechanische Rastmittel
zum Verrastendes Bremskolbens 3 gegenüber dem Bremszylinder
2. Die Rastmittel bestehen aus Klinken 9, die in eine Innen
verzahnung 10 der Bremszylinderbohrung 11 einrastbar sind.
Die Klinken 9 sind über den Umfang des Bremskolbens 3 ver
teilt und in den Kolbenkörper versenkbar angeordnet. Die
Klinken 9 besitzen ein erstes spitzes Ende 12, das in einer
Vertiefung 13 des Bremskolbens 3 schwenkbar gelagert ist,
und ein zweites Ende 14, das mittels einer Feder 15 in Rich
tung auf die Bremskolbenachse zu (Löserichtung) elastisch
vorgespannt ist. Weiterhin besitzt die Feststellvorrichtung
8 einen hydraulischen Hilfskolben 16, der auf einen mecha
nischen Speicher 17 einwirkt. Der mechanische Speicher 17
kann zwei verschiedene Schaltzustände speichern, von denen
einer zur Verrastung und der andere zum Lösen der Klinken 9
führt. Zur Feststellvorrichtung 8 gehört noch eine Rück
stellfeder 18, die mit ihrem einen Ende in Axialrichtung 6
an einem Kolbenboden 19 und mit ihrem anderen Ende in die
Gegenrichtung an dem mechanischen Speicher 17 abgestützt
ist. Ein topfförmiges Übertragungselement 20 überträgt eine
Axialbewegung des mechanischen Speichers 17 auf die Klinken
9.
Die Feststellvorrichtung 8 funktioniert wie folgt:
Durch die hydraulische Zuleitung 5 wird Hydraulikflüssigkeit in den Innenraum 4 des Bremszylinders 2 gepreßt, wobei sich der Bremskolben 3 wie auch bei einer Betriebsbremsung in Axialrichtung 6 in Bewegung setzt und die Bremsbeläge zuge spannt werden. Bei Erreichen des Betätigungsdrucks für die Feststellvorrichtung 8 im Bereich über 200 bar setzt sich der Hilfskolben 16 in Axialrichtung 6 in Bewegung und ver schiebt dabei einen Teil des mechanischen Speichers 17 bis zu einer Umschaltstellung. Nach dem Ende des Druckstoßes ist der mechanische Speicher 17 umgeschaltet und gibt nun mehr die Bewegung entgegen der Richtung 6 frei. Der Hilfs kolben 16 wird durch die Rückstellfeder 18 zusammen mit dem Übertragungselement entgegen der Richtung 6 in seine Aus gangsstellung zurückgeschoben. Dabei schiebt das Übertra gungselement 20 unter Wirkung der Rückstellfeder 18 mit sei nem radial äußeren Rand die Klinken 9 radial nach außen, bis die Rastzähne 21 in die Innenverzahnung 10 der Bremszylin derbohrung 11 eingreifen. Jetzt ist der Bremskolben 3 gegen über dem Bremszylinder 2 verrastet und die Bremse ist im zugespannten Zustand festgestellt. Der hydraulische Druck im Innenraum 4 und in der hydraulischen Zuleitung kann jetzt vollständig absinken, ohne daß sich die Bremse löst.
Durch die hydraulische Zuleitung 5 wird Hydraulikflüssigkeit in den Innenraum 4 des Bremszylinders 2 gepreßt, wobei sich der Bremskolben 3 wie auch bei einer Betriebsbremsung in Axialrichtung 6 in Bewegung setzt und die Bremsbeläge zuge spannt werden. Bei Erreichen des Betätigungsdrucks für die Feststellvorrichtung 8 im Bereich über 200 bar setzt sich der Hilfskolben 16 in Axialrichtung 6 in Bewegung und ver schiebt dabei einen Teil des mechanischen Speichers 17 bis zu einer Umschaltstellung. Nach dem Ende des Druckstoßes ist der mechanische Speicher 17 umgeschaltet und gibt nun mehr die Bewegung entgegen der Richtung 6 frei. Der Hilfs kolben 16 wird durch die Rückstellfeder 18 zusammen mit dem Übertragungselement entgegen der Richtung 6 in seine Aus gangsstellung zurückgeschoben. Dabei schiebt das Übertra gungselement 20 unter Wirkung der Rückstellfeder 18 mit sei nem radial äußeren Rand die Klinken 9 radial nach außen, bis die Rastzähne 21 in die Innenverzahnung 10 der Bremszylin derbohrung 11 eingreifen. Jetzt ist der Bremskolben 3 gegen über dem Bremszylinder 2 verrastet und die Bremse ist im zugespannten Zustand festgestellt. Der hydraulische Druck im Innenraum 4 und in der hydraulischen Zuleitung kann jetzt vollständig absinken, ohne daß sich die Bremse löst.
Zum Lösen der Bremse wird erneut hydraulischer Druck über
die Zuleitung 5 in den Innenraum 4 des Bremszylinders 2 ge
geben. Dabei wird zunächst der Bremskolben 3 mit Druck be
aufschlagt, bis die Klinken 9 gegenüber der Innenverzahnung
10 entlastet sind. Eine weitere Erhöhung des hydraulischen
Drucks führt zu einer erneuten Betätigung des Hilfskolbens
16, der sich wiederum entgegen der Kraft der Rückstellfeder
18 in Axialrichtung 6 bewegt und dabei über den mechanischen
Speicher das Übertragungselement 20 in dieselbe Richtung 6
verschiebt. Die entlasteten Klinken 9 kehren bei verschobe
nem Übertragungselement 20 unter Wirkung der Feder 15 in
ihre Lösestellung zurück, wobei sie sich radial in Richtung
auf die Kolbenachse zu bewegen. In dieser Betriebsphase
schaltet wiederum der mechanische Speicher 17 in seinen Lö
sezustand um, so daß er das Übertragungselement 20 nach dem
Ende des Druckstoßes in der Lösestellung entgegen der Kraft
der Rückstellfeder 18 festhält. Ein weiteres Nachlassen des
hydraulischen Drucks hat ein Verschwinden der Zuspannkraft
des Bremskolbens 3 zur Folge, wobei sich die Bremse vollkom
men löst. Der mechanische Speicher 17 arbeitet gemäß der
obigen Beschreibung nach Art des Kugelschreiberprinzips.
Der zur Betätigung der Feststellvorrichtung 8 erforderliche
Druckstoß wird durch eine nicht gezeigte elektrisch ange
triebene hydraulische Pumpe erzeugt, die der Fahrer des
Fahrzeugs mittels eines elektrischen Kontakts aktiviert.
Dabei wird gleichzeitig ein nicht gezeigtes elektrisch an
steuerbares Umschaltventil betätigt, das die hydraulischen
Zuleitungen 5 der Radbremsen von der für Betriebsbremsungen
vorgesehenen Druckmittelquelle auf die zur Betätigung der
Feststellbremse vorgesehene elektrische Pumpe umschaltet.
Claims (10)
1. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremse, mit einer
hydraulischen Betätigungsvorrichtung (1), die zumindest
einen Bremszylinder (2) mit zumindest einem Bremskolben
(3) aufweist, der bei einer Betriebsbremsung durch Be
aufschlagung mit hydraulischem Druck aus einer hydrau
lischen Zuleitung (5) im Bremszylinder (2) verschiebbar
ist, um Bremsbeläge oder Bremsbacken zuzuspannen, und
mit einer hydraulisch betätigbaren Feststellvorrichtung
(8) zum Arretieren des Bremskolbens (3) im zugespannten
Zustand, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellvor
richtung (8) über die für die Betriebsbremsung vorgese
hene hydraulische Zuleitung (5) durch einen Druckstoß
betätigbar ist, der in einem Druckbereich oberhalb des
für Betriebsbremsungen vorgesehenen Druckbereichs
liegt.
2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
hydraulische Druck für eine Betriebsbremsung im Bereich
unter 150 bar und der Druckstoß für die Betätigung der
Feststellvorrichtung (8) im Bereich über 200 bar liegt.
3. Bremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Feststellvorrichtung (8) mechanische Rastmittel
(9, 10) zum Verrasten des Bremskolbens (3) gegenüber
dem Bremszylinder (2) aufweist.
4. Bremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Feststellvorrichtung (8) einen hydraulischen Hilfskol
ben (16) zur Betätigung der Rastmittel (9) aufweist.
5. Bremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Feststellvorrichtung (8) einen mechanischen Speicher
(17) aufweist, der mit den Rastmitteln (9) und dem
Hilfskolben (16) nach der Art des Kugelschreiberprin
zips zusammenwirkt, so daß bei einer ersten Betätigung
des Hilfskolbens (16) durch einen ersten Druckstoß die
Rastmittel (9, 10) verrasten und bei einer zweiten Betä
tigung des Hilfskolbens (16) durch einen zweiten Druck
stoß die Rastmittel (9, 10) gelöst werden.
6. Bremse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Rastmittel (9, 10) Klinken (9)
aufweisen, die über den Umfang des Bremskolbens (3)
verteilt, in den Kolbenkörper versenkbar angeordnet und
in eine Innenverzahnung (10) der Bremszylinderbohrung
(11) einrastbar sind.
7. Bremse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Rastmittel am offenen Ende des
Bremszylinders (2) im Bereich der Stirnfläche (7) des
Bremskolbens (3) angeordnet sind.
8. Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einer Bremse nach
einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der zur Betätigung der Feststellvorrich
tung (8) erforderliche Druckstoß durch eine vorzugswei
se elektrisch angetriebene hydraulische Pumpe oder
durch einen Druckübersetzer erzeugt wird, der vom Fah
rer mittels eines Handhebels oder Fußpedals betätigbar
ist.
9. Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß ein vorzugsweise elektrisch ansteuerbares Umschalt
ventil vorgesehen ist, über das der Druckimpuls in die
für die Betriebsbremsung vorgesehenen hydraulischen
Zuleitungen (5) einleitbar ist.
10. Bremsanlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß zusätzliche mechanische Mittel zum Lösen
der Feststellvorrichtung (8) ohne Druckimpuls vorgese
hen sind.
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Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, 60488 FRANKFURT, D |
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