DE19818339C1 - Sicherheitssystem - Google Patents
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Abstract
Im einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung eine elektrische Handbremse für ein Fahrzeug, wobei ein Elektromotor (20) eine Seilrolle (10) dreht, an deren Umfang auf gegenüberliegenden Seiten zwei Bremszüge (12) befestigt sind, so daß bei Drehung der Seilrolle (10) simultan gleich lange Strecken der beiden Seilzüge (12) auf die Seilrolle (10) aufgerollt werden. Bevorzugt greifen dabei die beiden Seilzüge (12) in der Ausgangsposition der Bremse tangential an der Seilrolle (10) an und die Bremse ist nach einer Viertelumdrehung der Seilrolle (10) angezogen. Vorzugsweise umfaßt die Seilrolle (10) einen Bereich (13), der wie ein Zahnrad geformt ist und mit einem Schneckenantrieb (22) auf der Achse (21) des Elektromotors (20) zusammenwirkt. Die Achse (14) der Seilrolle (10) ist dabei im Fahrzeug bevorzugt vertikal ausgerichtet und die Achse (21) des Elektromotors (20) waagerecht orientiert. Die Seilrolle (10) und der Schneckenantrieb (22) sind dabei vorzugsweise in einem Gehäuse (30) untergebracht, in das die beiden Bremszüge (12) auf gegenüberliegenden Seiten eingeführt werden. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Sicherheitssystem für ein Fahrzeug, das eine elektronische Wegfahrsperre und eine elektrische Handbremse, bevorzugt eine Handbremse nach Anspruch 1, umfaßt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem mit einer elektrischen Handbremse für ein
Fahrzeug. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Sicherheitssystem mit einer elektrischen
Handbremse, die mittels eines Elektromotors die Bremszüge auf eine Seilrolle
aufrollt.
Kraftfahrzeuge wie Pkws oder auch Nutzfahrzeuge aller Art verfügen
üblicherweise über zumindest zwei unabhängige Bremssysteme. Mit dem ersten
Bremssystem, das mit dem Fuß betätigt wird und häufig hydraulisch
funktioniert, wird das Fahrzeug beim Fahren abgebremst. Das zweite, von
Hand bediente Bremssystem dient neben einer Sicherheitsfunktion beim Ausfall
des ersten Bremssystem dazu, ein Wegrollen des geparkten Fahrzeugs zu
verhindern.
Derartige Handbremsen bzw. Feststellbremsen nach dem Stand der Technik
weisen üblicherweise einen Bremshebel und zwei Seilzüge auf, die die
Bewegung des Hebels auf die zumeist an den Hinterrädern angebrachten
Bremsen übertragen. Damit die Handbremse sich in angezogenem Zustand
nicht löst und das Fahrzeug wegrollt, verfügt der Bremshebel der Handbremse
üblicherweise über einen Einrastmechanismus, der die angezogene Handbremse
fixiert.
Trotzdem kommt es immer wieder zu Unfällen, wenn abgestellte Fahrzeuge
sich auf abschüssigen Fahrbahnen von selbst in Bewegung setzen, da beim
Parken häufig vergessen wird, die Handbremse anzuziehen. Auch im Fahrzeug
zurückgelassene Kinder können die mechanische Handbremse lösen und damit
erhebliche Gefahren erzeugen.
Darüberhinaus können die vorbekannten Handbremsen auch von jedem
unbefugten Benutzer des Fahrzeugs ohne Probleme gelöst werden, so daß
solche Bremsen nicht zum Schutz vor Diebstahl beitragen können. Diese
Tatsache gewinnt deshalb zunehmend an Bedeutung, da seit der Erfindung der
elektronischen Wegfahrsperren Fahrzeuge zunehmend nicht mehr durch
Kurzschließen der Zündung und Wegfahren entwendet werden sondern
dadurch, daß sie abgeschleppt oder auf die Ladefläche eines Lastwagens
gezogen werden.
Um diesen Nachteilen zu begegnen, sind im Stand der Technik bereits
elektrische betriebene Handbremsen vorgeschlagen worden, die die Drehung
der Achse eines Elektromotors in eine Zugbewegung der Bremszüge
umzuwandeln. So sind Konstruktionen bekannt, bei denen die Achse des
Elektromotors ein Gewinde aufweist, auf dem ein Rohr mit einem
Innengewinde sitzt, an dem ein oder mehrere Seilzüge befestigt sind. Bei einer
Drehung der Achse bewegt sich das Rohr und damit der Bremszug vor- bzw.
zurück. Der Nachteil dieser Anordnung liegt in der Tatsache, daß die zum Teil
erhebliche Zugbelastung durch die Bremszüge direkt auf die Achse des
Elektromotors wirkt und damit teure Sonderanfertigungen des Elektromotors
notwendig sind, die diesen Belastungen auch über viele Jahre hinweg
standhalten können.
Ferner sind Konstruktionen bekannt, bei denen zwei Schlitten, an deren äußeren
Enden die Bremszüge befestigt sind, durch einen Riemenantrieb aufeinander
zubewegt werden, wenn der Riemen auf einer an der Achse des Elektromotors
befestigten Rolle aufgewickelt wird. Abgesehen von ihrer Komplexität weist
auch diese Anordnung im Hinblick auf Verschleißfestigkeit und Langlebigkeit
den bedeutenden Nachteil auf, daß die Lebensdauer des Gummiriemens
begrenzt ist.
Die Verwendung einer elektrischen Handbremse in einem
Sicherheitssystem für ein Fahrzeug ist in der DE 31 13 362 offenbart. In
der dort beschriebenen Einrichtung wird beim Stillsetzen des Fahrzeuges
durch einen elektrischen Schalter, der mit dem Zündschloß des Fahrzeugs
verbunden ist, ein Elektromotor eingeschaltet, der einen Seilzug aufrollt
und dadurch eine Handbremse des Fahrzeugs betätigt. Beim
Inbetriebsetzen des Fahrzeugs wird der Schalter erneut betätigt, um den
Elektromotor mit umgekehrter Drehrichtung in Gang zu setzen, so daß die
Bremse wieder freigegeben wird.
Die Einrichtung gemäß der DE 31 13 362 kann das Fahrzeug zwar gegen
unbeabsichtigtes Wegrollen, nicht jedoch gegen Diebstähle sichern, da das
einfache Überbrücken der Kontakte des Schalters das Fahrzeug freigibt.
Ferner führt beim Starten eines auf einer abfallenden Straße geparkten
Fahrzeugs die Einrichtung gemäß der DE 31 13 362 beim Drehen des
Zündschlosses möglicherweise zu einer kritischen Situation. Da simultan
mit dem Starten des Motors automatisch die Feststellbremse gelöst wird,
kann das Fahrzeug unkontrolliert davon rollen, noch bevor ein Gang
eingelegt worden ist, wenn der Fahrer nicht gleichzeitig über das
Bremspedal das (typischerweise in einem Fahrzeug vorhandene) zweite
Bremssystem betätigt.
Die Schwächen der geschilderten Ansätze haben dazu geführt, daß sich bisher
Sicherheitssysteme mit elektrischen Handbremsen trotz des großen Bedarfs im Automobilbereich nicht
durchsetzen konnten.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit das Problem zugrunde, ein
Sicherheitssystem bereitzustellen, das zum einen die Fahrzeugsicherheit im Hinblick
auf ungewollte Betätigung und Diebstahl erhöht und zum anderen zu einem
erhöhten Bedienkomfort führt. Der vorliegenden Erfindung liegt ferner das
Problem zugrunde, einen einfachen, stabilen und langlebigen Mechanismus für
ein Sicherheitssysteme mit einer elektrischen Handbremse zu schaffen, der die Drehungen der Achse eines
Elektromotors besonders effektiv in eine Zugbewegung von zwei Bremszügen
umsetzt.
Die obigen Probleme werden erfindungsgemäß durch ein Sicherheitssystem nach dem
Patentanspruch 1 gelöst.
Bevorzugt betrifft die vorliegende Erfindung ein Sicherheitssystem mit einer elektrischen Handbremse für
ein Fahrzeug, bei der ein Elektrotor eine Seilrolle dreht, an deren Umfang auf
gegenüberliegenden Seiten zwei Bremszüge befestigt sind, so daß bei Drehung
der Seilrolle simultan gleich lange Strecken der beiden Seilzüge auf die Seilrolle
aufgerollt werden. Bevorzugt greifen dabei die beiden Seilzüge in der
Ausgangsposition der Bremse tangential an der Seilrolle an, und die Bremse ist
nach einer Viertelumdrehung der Seilrolle angezogen.
Vorzugsweise umfaßt die Seilrolle einen Bereich, der wie ein Zahnrad geformt
ist und mit einem Schneckenantrieb auf der Achse des Elektromotors
zusammenwirkt. Die Achse der Seilrolle ist dabei im Fahrzeug bevorzugt
vertikal ausgerichtet und die Achse des Elektromotors waagerecht orientiert.
Die Seilrolle und der Schneckenantrieb sind dabei vorzugsweise in einem
Gehäuse untergebracht, in das die beiden Bremszüge auf gegenüberliegenden
Seiten eingeführt werden.
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird eine derzeit bevorzugte
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die
Zeichnung beschrieben, in der zeigt:
Fig. 1: Eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Handbremse aus
Motor 20, Zugeinheit 1, Bremszügen 40 und den
schematisch angedeuteten Rädern 50
Fig. 2: Eine Detailansicht der Zugeinheit 1 zur Umwandlung der
Drehung der Achse des Elektromotors 20 in eine
Zugbewegung der Bremszüge 40 in der Ausgangsposition
im Teilschnitt;
Fig. 3: Eine Detailansicht der Zugeinheit bei angezogener
Handbremse im Teilschnitt;
Fig. 4: Eine Seitenansicht der Zugeinheit gemäß einem Schnitt
entlang der Linie A-B in Fig. 2.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 umfaßt die elektrische Handbremse einen
Elektromotor 20 und eine Zugeinheit 1, die die Drehung der Achse des
Elektromotors in eine Zugbewegung der Bremszüge 40 überträgt, mit denen
die Bremsen an den beiden Rädern 50 betätigt werden. Dabei können, je nach
Bedarf, Scheibenbremsen, Trommelbremsen oder beliebige andere Typen
verwendet werden, die über Seilzüge angezogen werden können.
Gemäß Fig. 2 umfaßt die Zugeinheit 1 ein Gehäuse 30, in dem eine Seilrolle 10
an einer Achse 14 drehbar gelagert ist. Auf gegenüberliegenden Seiten der
Seilrolle 10 sind über zwei Stifte 11 zwei Seilzüge 12 an der Seilrolle 10
befestigt. Die Verbindung zwischen den Seilzügen 12 und den Stiften 11
erfolgt dabei durch Verschweißen, Verquetschen o. ä.. In der Ausgangs
position, wenn die Bremse nicht angezogen ist, liegen die beiden Seilzüge 12
vorzugsweise tangential an der Seilrolle 10 an.
Bevorzugt weist die Seilrolle 10 an ihrer einen Seite einen Bereich 13 auf, der
wie ein Zahnrad geformt ist und mit einem Schneckenantrieb 22 auf der Achse
21 des Elektromotors 20 zusammenwirkt. Die Achse 21 ist dazu senkrecht zur
Achse 14 der Seilrolle 10 orientiert. Durch diese Anordnung wird ein
vergleichsweise flacher und platzsparender Aufbau der elektrischen
Handbremse erreicht.
Bei einer Drehung der Achse 21 wird über den Schneckenantrieb 22 und den
zahnradförmigen Bereich 13 eine Drehung der Seilrolle 10 bewirkt. Wie in Fig.
3 gezeigt, werden dadurch gleiche Längen der beiden Seilzüge 12 simultan auf
die Seilrolle 10 aufgewickelt und somit die Bremse angezogen. Die Seilzüge
liegen dabei in einer Rille 15 der Seilrolle (vergl. Fig. 4).
Wie in Fig. 4 zu erkennen, liegt die Rille 15 oberhalb des zahnradförmigen
Bereichs 13. Der Durchmesser der Seilrolle 10 ist so ausgelegt, daß die
Bremse nach weniger als einer Viertelumdrehung angezogen ist (vergl. Fig. 3).
Gemäß einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) ist die Seilrolle so
ausgebildet, daß für jeden einzelnen Seilzug 12 eine separate Rille 15
vorhanden ist. In diesem Fall kann die Seilrolle 10 zum Anziehen der Bremse
auch um mehr als 90° gedreht werden, ohne daß sich die Seilzüge gegenseitig
behindern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform (nicht dargestellt) wird die Seilrolle
10 nicht durch ein Schneckenantrieb, sondern durch ein Zahnrad auf der
Achse 21 des Elektromotors 20 gedreht. Dazu sind in dieser Ausführungsform
die Achse 14 der Seilrolle 10 und die Achse 20 des Elektromotors parallel
zueinander ausgerichtet. Während in diesem Fall die Übersetzung von
Drehung in Zugbewegung durch das Größenverhältnis der Zahnräder bestimmt
wird, ist in der in Fig. 2 gezeigten, bevorzugten Ausführungsform die Steigung
des Schneckenantriebs 22 für das Übersetzungsverhältnis maßgeblich.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 verfügt das Gehäuse 30 an gegenüberliegenden
Seiten über zwei Öffnungen 33, 34, durch die die Seilzüge 12 eingeführt
werden. Die Kanten 37 der Öffnungen 33, 34 sind dabei abgerundet
ausgebildet, um Beschädigungen der Seilzüge 12 zu vermeiden. Das Gehäuse
umfaßt ferner zwei Standfüße 36 mit denen die elektrische Handbremse mit
dem Rahmen des Fahrzeugs verbunden werden kann. An einer Seite weist das
Gehäuse 30 Bohrungen 39 auf, an denen der Elektromotor 20 mit Hilfe von
Schrauben 32 befestigt ist.
Zur Dämpfung des Elektromotors bei Stößen und Vibrationen, die beim
Betrieb des Fahrzeugs auftreten können, sind zwischen dem Motor und dem
Gehäuse kleine Gummielemente 31 angeordnet. An der dem Motor
gegenüberliegenden Seite ist am Gehäuse eine Vertiefung 38 zur Lagerung der
Motorachse vorgesehen. Je nach Bedarf können sowohl an dieser Stelle, als
auch bei der Lagerung 16 der Achse 14 der Seilrolle 10 im oberen und unteren
Teil des Gehäuses 30 (vergl. Fig. 4) Kugel- oder Gleitlager eingefügt werden.
Die beschriebene Erfindung hat neben der einfachen Konstruktion den großen
Vorteil, daß auf die Achse 21 des Elektromotors 20 keine Zugbelastung
ausgeübt wird. Der Elektromotor 20 unterliegt damit keinen besonderen
Anforderungen sondern muß lediglich über ein hinreichendes Drehmoment
verfügen, um die Bremse zu betätigen, bzw. in angezogenem Zustand zu
halten. Ebenso wird die Achse 14 der Seilrolle 10 keinen besonderen
Belastungen ausgesetzt, da sich die Zugkräfte der beiden Seilzüge 12 gerade
gegenseitig kompensieren. Da ferner keine verschleißenden Bauteile benötigt
werden, wird insgesamt eine stabile und langlebige elektrische Handbremse
geschaffen.
Zur kostengünstigen Herstellung der elektrischen Handbremse werden als
Materialien für die beschriebenen Bauteile je nach mechanischer
Beanspruchung vorzugsweise Kunststoffe, insbesondere Polyamid, oder
Metalle verwendet. Da die Stifte 11 zur Befestigung der Bremszüge an der
Seilrolle hohen Zugbelastungen unterliegen, sind sie bevorzugt aus Metall
ausgebildet. Für die Seilrolle 10 sind ebenso wie für den Schneckenantrieb 22
beide Werkstoffe denkbar, während das Gehäuse 30 bevorzugt aus Kunststoff
und die Schrauben 32 zur Befestigung des Motors 20 wiederum vorzugsweise
aus Metall gefertigt werden.
Gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung ist die vorliegende elektrische
Handbremse in das elektronisch gesteuerte Sicherheitssystem eines Fahrzeugs
integriert. Dieses Sicherheitssystem umfaßt bevorzugt neben der elektrischen
Handbremse eine elektronische Wegfahrsperre und eine Zentralverriegelung
für die Türen des Fahrzeugs. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird
beim Entfernen des Zündschlüssels zusammen mit der Wegfahrsperre
automatisch die elektronische Handbremse betätigt, so daß das Fahrzeug in
geparktem Zustand nicht durch Unbefugte bewegt werden kann.
Damit beim umgekehrten Vorgang, d. h. beim Aufschließen, das Fahrzeug auf
abschüssiger Fahrbahn nicht wegrollt, bleibt die Handbremse vorzugsweise
solange angezogen, bis durch den Zündschlüssel die Wegfahrsperre gelöst
worden ist und ferner ein Schalter zum Lösen der Bremse betätigt worden ist.
Neben einem erhöhten Schutz gegen Diebstahl wird damit gleichzeitig ein
unbeabsichtigtes Wegrollen des geparkten Fahrzeugs verhindert, da beim
Ziehen des Zündschlüssels und der gleichzeitigen Verriegelung der
Wegfahrsperre automatisch die Handbremse betätigt wird.
Insgesamt wird durch das beschriebene Sicherheitssystem das Risiko von
Unfällen oder Diebstählen für ein abgestelltes Fahrzeug erheblich verringert.
Claims (9)
1. Sicherheitssystem für ein Fahrzeug, das umfaßt:
- a) eine elektronische Wegfahrsperre;
- b) eine elektrische Handbremse, die gemeinsam mit der Wegfahrsperre beim Abstellen des Fahrzeugs betätigt wird;
- c) wobei beim Starten des Fahrzeugs nach dem Lösen der Wegfahrsperre ein zusätzlicher Schalter betätigt werden muß, um die elektrische Handbremse zulösen.
2. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, bei dem die elektronische
Wegfahrsperre und die elektrische Handbremse durch das Entfernen des
Zündschlüssels betätigt werden.
3. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei zusätzlich
eine Zentralverriegelung vorgesehen ist.
4. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
elektrische Handbremse umfasst:
- a) in einer Zugeinheit (1) einen Elektromotor (20), der eine Seilrolle (10) dreht,
- b) an deren Umfang auf gegenüberliegenden Seiten zwei Bremszüge (12) befestigt sind,
- c) so daß bei Drehung der Seilrolle (10) im wesentlichen gleich lange Strecken der Bremszüge (12) auf die Seilrolle (10) aufgerollt werden.
5. Sicherheitssystem nach Anspruch 4, wobei die Bremszüge (12) in der
Ausgangsposition tangential an der Seilrolle (10) angreifen.
6. Sicherheitssystem nach Anspruch 5, wobei die Bremse nach weniger als
einer Viertelumdrehung der Seilrolle (10) angezogen ist.
7. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Seilrolle
(10) einen Bereich (13) umfaßt, der wie ein Zahnrad geformt ist und mit
einem Schneckenantrieb (22) auf der Achse (21) des Elektromotors (20)
zusammenwirkt.
8. Sicherheitssystem nach Anspruch 7, wobei die Achse (14) der Seilrolle
(10) in montiertem Zustand vertikal ausgerichtet ist und die Achse (21) des
Elektromotors (20) waagerecht ausgerichtet ist.
9. Sicherheitssystem nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Seilrolle (10) und
der Schneckenantrieb (22) in einem Gehäuse (30) untergebracht sind, in
das die beiden Bremszüge (12) auf gegenüberliegenden Seiten eingeführt
werden.
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