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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Ankeranordnung zur Verwendung in einem Bremssystem, bei der
eine während
einer Bremsbetätigung
zwischen einer Auflaufbremsbacke und einer entsprechenden Trommel
erzeugte Kraft an einen Lastsensor angelegt wird, um einer Steuerung
eine Anzeige der erzeugten Bremskraft zu liefern und Servowirkung
zwischen der ersten und der zweiten Bremsbacke in einer Trommelbremse
zu steuern.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Schon seit langem werden elektrisch
betätigte
Bremsen entwickelt und für
Fahrzeuge verwendet. Ein durch solche Bremsen gebotenes wünschenswertes
Merkmal liegt in ihrer Einfachheit und der Möglichkeit, das Gesamtgewicht
eines Fahrzeugs zu reduzieren. Ein Beispiel für eine elektrisch betätigte Bremse
ist in der
US-PS 5,201,387 zu
finden. Bei einer solchen Bremse wird ein Ausgangsdrehmoment von
einem Elektromotor durch Verwendung verschiedener Getriebe zur Bereitstellung
einer Eingabe zur Bewegung von Bremsbelägen in Eingriff mit einem anderen
Glied zwecks Bewirkung von Bremsbetätigung modifiziert. Ein einzelnes
Bremsmodul für
ein Fahrzeug würde
eine Trommelbremse enthalten, bei der eine erste und eine zweite
Bremsbacke durch ein Stellglied in Abhängigkeit von einem durch einen Elektromotor
als Reaktion auf ein durch eine Steuerung von einem Bediener geliefertes
Eingangssignal erzeugten Drehmoment gedrückt werden, um eine Bremsbetätigung zu
bewirken. Eine Sorge beim Betrieb solcher Bremsen ist die Geschwindigkeit,
mit der die Betätigungskraft
entsteht und die Stärke
der sich ergebenden Betätigungskraft
erzeugt wird, um das Fahrzeug während
einer Bremsbetätigung
innerhalb einer gewünschten
Bremsstrecke zum Halten zu bringen. Bei Fahrzeugen mit elektrischen
Bremsen sind den einzelnen Rädern
Sensoren zugeordnet, um einer Steuerung eine Anzeige des Bremsens
jedes Rads zu liefern und so die einzelnen Radbetriebssignale zum
Erreichen eines sanften, ausgeglichenen und effektiven Anhaltens
zu regulieren. Leider können
zwischen einer Auflaufbremsbacke und einer Ablaufbremsbacke auftretende
Servowirkung und Schwankungen bei der Bremseffektivität das beim
Bremsen erzeugte Bremsmoment auf fälschliche Weise beeinflussen.
Obgleich elektrisch betätigte
Bremssysteme gegenwärtige
Betriebsstandards erfüllen,
ist ihre Verwendung somit allgemein auf Verwendung in Bremssystemen
für gezogene
Fahrzeuge beschränkt
gewesen.
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In der EP-A-0388040 wird eine elektrisch
gesteuerte Trommelbremse mit einem Sensormittel zur Messung des
Bremsmoments offenbart. Das Sensormittel wird durch einen durchbiegbaren
Teil des Widerlagers für
die Bremsbacken gebildet. Bei Bremsbetätigung biegt sich der durchbiegbare
Teil unter der Last der Bremsbacken und reflektiert Licht von einer Strahlungssender-/Sensoranordnung
zu einem optischen Sensor. Eine elektronische Einheit wandelt die optischen
Signale in für
das Bremsmoment repräsentative
elektrische Signale um.
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HURZE DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Eine Hauptaufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Bremssystems mit einer
Ankeranordnung, die einen Sensor aufweist, der nur eine während des
Bremsens von einer Auflaufbacke erzeugte Drehmomentkraft verwendet,
um einer Steuerung ein Betriebssignal zu liefern, das für die Bremsung
einer einzelnen Radbremse repräsentativ
ist.
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Gemäß dieser Erfindung nach Anspruch
1 werden eine erste und eine zweite Bremsbacke auf einer Grundplatte
festgehalten, die jeweils ein mit einem Stellglied verbundenes erstes
Ende und ein an einer Ankeranordnung festgehaltenes zweites Ende aufweisen.
Das Stellglied reagiert auf ein Eingangssignal, indem es die erste
und die zweite Bremsbacke in Eingriff mit einer Trommel bewegt,
um eine Bremsbetätigung
zu bewirken. Die Ankeranordnung enthält ein Sensormittel zum Messen
eines während einer
Bremsbetätigung
zwischen der ersten und der zweiten Bremsbacke und der Trommel erzeugten Drehmoments.
Die Ankeranordnung ist durch eine Halterung gekennzeichnet, die
eine Basis mit einer ersten und einer zweiten Seitenwand, die an
der Grundplatte befestigt sind, aufweist. Die erste Seitenwand weist
darin eine erste Öffnung
auf, während
die zweite Seitenwand darin eine zweite Öffnung aufweist. Ein Kernglied
des Sensors ist zwischen der ersten und der zweiten Seitenwand der
Halterung angeordnet. Ein erstes Verbindungsglied erstreckt sich zwecks
Verbindung der ersten Bremsbacke mit dem Sensor durch die erste Öffnung,
während
sich ein zweites Verbindungsglied zwecks Verbindung der zweiten
Bremsbacke mit dem Sensor durch die zweite Öffnung erstreckt. Zwischen
dem Sensor und der ersten und der zweiten Seitenwand ist ein Spalt
vorhanden. Die erste und die zweite Bremsbacke definieren bei Eingriff
mit der Trommel eine Auflaufbremsbacke und eine Ablaufbremsbacke,
um ein Betriebsdrehmoment zu erzeugen. Die Auflaufbremsbacke erzeugt
eine erste Kraft, die durch den ersten oder den zweiten Verbindungsmechanismus
weitergeleitet wird, um den Sensor anfangs in Eingriff mit der ersten
oder der zweiten Seitenwand der Halterung zu bewegen und so den
Spalt zu beseitigen und danach eine Betriebskraft in den Sensor
zu leiten. Die Betriebskraft drückt
den Sensor zusammen, um ein darin erzeugtes Ausgangssignal zu modifizieren und
ein während
einer Bremsbetätigung
erzeugtes Drehmoment zu definieren. Dieses Ausgangssignal für diese
einzelne Bremse wird an einen Rechner weitergeleitet und mit einem
gewünschten
Gesamtbremskraftniveau verglichen, um Bremsung für ein Fahrzeug zu synchronisieren
und ein sanftes, ausgeglichenes und effektives Anhalten bereitzustellen.
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Ein Vorteil dieses Bremssystems liegt
in der ausschließlichen
Verwendung eines durch den Eingriff einer Auflaufbremsbacke mit
einer Trommel erzeugten Betriebsdrehmoments, um ein Betriebssignal
zu definieren, das zur Steuerung einer einer Bremse zugeführten Betätigungseingabe
verwendet wird, und dadurch das Bremsen mehrerer Radbremsen eines
Fahrzeugs zu synchronisieren.
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Ein weiterer Vorteil dieses Bremssystems wird
durch Steuerung der Servowirkung zwischen der Auflauf- und der Ablaufbremsbacke
bereitgestellt, um ein sanftes, ausgeglichenes und effektives Anhalten
als Reaktion auf ein gewünschtes
Bremskraftniveau für
ein Fahrzeug bereitzustellen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung einer Trommelbremse zur Verwendung
in einem Bremssystem mit einem Sensor, die gemäß den Grundzügen der
vorliegenden Erfindung hergestellt ist;
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2 ist
eine Schnittansicht entlang Linie 2-2 von 1, die die Beziehung zwischen dem Kern eines
Wandlers und einer Halterung darstellt, wobei durch den Eingriff
einer Auflaufbremsbacke bei Drehung eines Rads entgegen dem Uhrzeigersinn
ein Drehmoment erzeugt wird; und
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3 ist
eine Schnittansicht entlang Linie 2-2 von 1, die die Beziehung zwischen dem Kern eines
Wandlers und einer Halterung darstellt, wobei durch den Eingriff
einer Auflaufbremsbacke bei Drehung eines Rads im Uhrzeigersinn
ein Drehmoment erzeugt wird.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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Die in 1 dargestellte
Trommelbremsenanordnung 10 enthält eine erste 14 und
zweite 16 Bremsbacke, die, wie in der US-Patentanmeldung (320-97-037)
ausführlich
beschrieben, durch ein nach dem Zahnstangen-/Ritzelprinzip arbeitendes Stellglied 12 in
Eingriff mit einer Trommel 18 bewegt werden, um eine Bremsbetätigung zu
bewirken.
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Die erste Bremsbacke 14 weist
einen Steg 30 mit einem mit dem nach dem Zahnstangen-/Ritzelprinzip
arbeitenden Stellglied 12 verbundenen ersten Ende 22 und
einem an der Ankeranordnung 24 angeordneten zweiten Ende 26 auf.
Der Steg 30 ist durch einen elastischen Stift 32 auf
der Grundplatte 20 angebracht, was ein Schwenken des ersten
Endes 22 um das zweite Ende 26 als Reaktion auf
eine durch das nach dem Zahnstangen-/Ritzelprinzip arbeitende Stellglied 12 gelieferte
Betätigungskraft
gestattet, um während
einer Bremsbetätigung
den Bremsbelag 15 an der Bremsbacke 14 in Eingriff
mit der Trommel 18 zu bewegen.
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Die zweite Bremsbacke 16 weist
einen Steg 34 mit einem mit dem nach dem Zahnstangen-/Ritzelprinzip
arbeitenden Stellglied 12 verbundenen ersten Ende 36 und
einem an der Ankeranordnung 24 angeordneten zweiten Ende 38 auf.
Der Steg 34 ist durch elastische Stifte 32 auf
der Grundplatte 20 befestigt, was ein Schwenken des ersten
Endes 36 um das zweite Ende 38 als Reaktion auf
eine durch das nach dem Zahnstangen-/Ritzelprinzip arbeitende Stellglied 12 gelieferte
Betätigungskraft
gestattet, um während
einer Bremsbetätigung
den Bremsbelag 17 an der Bremsbacke 16 in Eingriff
mit der Trommel 18 zu bewegen.
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Federn 40 und 42 wirken
auf die Stege 30 und 34, um die Enden 22 und 36 in
Eingriff mit dem nach dem Zahnstangen-/Ritzelprinzip arbeitenden Stellglied 12 und
die Enden 26 und 38 in Eingriff mit der Ankeranordnung 24 zu
drücken.
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Wenn die Reibbeläge
15 und
17 die
Trommel
18 in Eingriff nehmen, wird ein Betriebsdrehmoment erzeugt,
das in die Ankeranordnung
24 weitergeleitet wird. Die Ankeranordnung
24 enthält einen
Kraftaufnehmer der in der
US-PS
5,588,466 offenbarten Art, um einer Steuerung
28 eine
Anzeige der Bremskraft zu liefern, die als Reaktion auf ein dem
nach dem Zahnstangen-/Ritzelprinzip
arbeitenden Stellglied
12 zugeführtes Eingangssignal abgeleitet
wird.
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Insbesondere enthält die Ankeranordnung 24,
wie am besten in den 2 und 3 gezeigt, eine Halterung 44 mit
einer Basis 46, die eine erste 48 und eine zweite 50 Seitenwand
aufweist, welche über
Befestigungselemente 52 und 54 an der Grundplatte 20 befestigt
sind. Die erste 48 Seitenwand weist darin eine erste Öffnung 56 auf,
während
die zweite 50 Seitenwand darin eine zweite Öffnung 58 aufweist.
Ein erster 60 und ein zweiter 62 Arm erstrecken
sich von der Basis 46 zur Grundplatte 20. Ein
Kernglied 64 des Kraftaufnehmers (Sensors) befindet sich
zwischen der ersten 48 und der zweiten 50 Seitenwand der
Halterung 44. Zwischen dem Kernglied 64 und der
ersten 48 und der zweiten 50 Seitenwand ist eine Maßabweichung
ausgeführt,
so dass ein Spalt „x"
erzeugt wird. Die Linearabmessung des Spalts x wird in Abhängigkeit
von einem gewünschten
Hub gewählt, so
dass er den Betriebsabstand zwischen den Reibbelägen 15 und 17 und
der Trommel 18 nicht überschreitet.
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Ein erstes Verbindungsglied 66 erstreckt
sich durch die erste Öffnung 56 zur
Verbindung der ersten Bremsbacke
14 mit dem Kernglied 64.
Das erste Verbindungsglied 6 weist einen zylindrischen
Körper
mit einem ersten Durchmesser 68, der das Kernglied 64 in
Eingriff nimmt, und einem zweiten Durchmesser 70 mit einem
Schlitz 72 darin zur Aufnahme des zweiten Endes 26 der
Bremsbacke 14 auf.
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Ein zweites Verbindungsglied 74 erstreckt sich
durch die zweite Öffnung 58 zur
Verbindung der zweiten Bremsbacke 16 mit dem Kernglied 64.
Das zweite Verbindungsglied 74 weist einen zylindrischen Körper mit
einem ersten Durchmesser 78, der das Kernglied 64 in
Eingriff nimmt, und einem zweiten Durchmesser 80 mit einem
Schlitz 82 darin zur Aufnahme des zweiten Endes 38 der
Bremsbacke 16 auf.
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Das Kernglied 64, das zwischen
der ersten 44 und der zweiten 46 Seitenwand lose
angeordnet ist, weist einen Vorsprung 84 auf, der sich
durch einen Schlitz 85 in der Grundplatte 20 erstreckt,
um die Arme 60 und 62 dabei zu unterstützen, das
Kernglied 64 in Ausrichtung auf die Verbindungsglieder 66 und 74 zu
halten.
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Funktionsweise
der Erfindung
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Wenn eine Bremsbetätigung erwünscht ist, führt ein
Bediener einer Steuerung 28 eine Eingabe zu, die einem
Elektromotor eines Stellglieds 12 ein Betriebseingangssignal
zuführt.
Die Ausgabe vom Elektromotor wird über ein Sonnenrad zu einer
Welle 25 überführt. Die
Drehung der Welle 25 wird in eine Linearbewegung einer
ersten 27 und einer zweiten 29 Zahnstange, die
sich gegenüberliegen,
umgewandelt. Die Bewegung der ersten 27 und der zweiten 29 Zahnstange
des Stellglieds 12 liefert eine Kraft, die die ersten Enden 22 und 36 der
Backen 14 und 16 über die zweiten Enden 26 und 38 um
die Ankeranordnung 24 schwenkt und die Reibbeläge 15 und 17 in
Eingriff mit der Trommel 18 bringt, um eine Bremsbetätigung durchzuführen.
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Bei Eingriff des ersten 15 und
des zweiten 17 Bremsbelags der ersten 14 und der
zweiten 16 Bremsbacke mit der Trommel 18 wird
eine Auflaufbremsbacke und eine Ablaufbremsbacke erzeugt. Wenn ein
Fahrzeug in Vorwärtsrichtung
fährt,
dreht sich die Trommel 18 entgegen dem Uhrzeigersinn, und
die erste Bremsbacke 14 wird als die Auflaufbremsbacke
und die Bremsbacke 16 als die Ablaufbremsbacke definiert.
Das durch den Eingriff des Bremsbelags 15 mit der Trommel 18 erzeugte
Drehmoment leitet eine erste Kraft in die Bremsbacke 14, welche
in das Verbindungsglied 66 weitergeleitet wird, um das
Kernglied 64 anfangs in Eingriff mit der Seitenwand 50 zu
bewegen und jeglichen Spalt x zwischen dem Kernglied 64 und
der Seitenwand 50 zu beseitigen und danach das Kernglied 64 zwischen dem
Verbindungsmechanismus 66 und der Endwand 50 zusammenzudrücken. Durch
Zusammendrücken des
Kernglieds 64 wird ein darin erzeugtes Ausgangssignal modifiziert.
Das modifizierte Ausgangssignal wird fortwährend einer Steuerung 28 zwecks Auswertung
mit von anderen Rädern
des Fahrzeugs zugeführten
Betriebssignalen zugeführt,
um dem Stellglied 12 ein Betriebssignal zuzuführen und
so ein sanftes, ausgeglichenes und effektives Anhalten zu erzeugen.
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Bei dieser Ankeranordnung 24 wird
nur die in der Auflaufbremsbacke erzeugte Kraft zur Erzeugung eines
Betriebssignals verwendet, das der Steuerung 90 bei der
Synchronisierung des Bremsens für das
gesamte Fahrzeug zugeführt
wird. Nur die durch die Auflaufbremsbacke erzeugte Kraft wird in
das Kernglied 64 geleitet, da die Halterung 44 an
der Grundplatte 20 befestigt ist und somit der in der Ablaufbremsbacke
erzeugten Drehmomentkraft nicht hinzugefügt wird. Durch Festhalten des
Kernglieds 64 in der Halterung 44 wird nur die
durch die Auflaufbremsbacke 14 erzeugte Drehmomentkraft
effektiv dazu verwendet, eine Anzeige der durch eine einzelne Radbremse
erzeugten Bremskraft zu liefern.
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3 stellt
die Funktionsweise der Ankervorrichtung 24 dar, wenn sich
das Fahrzeug im Rückwärtsgang
bewegt und sich die Trommel 18 im Uhrzeigersinn dreht.
In dieser Situation wird die Bremsbacke 16 die Auflaufbremsbacke
und die Bremsbacke 14 die Ablaufbremsbacke. Die in der
Bremsbacke 16 erzeugte Kraft wird in das Kernglied 64 weitergeleitet
und bewegt anfangs das Kernglied 64 in Eingriff mit der
Seitenwand 48 und definiert den Spalt x neben der Seitenwand 50.
Weitere durch den Verbindungsmechanismus 74 an das Kernglied 64 angelegte
Kraft drückt
das Kernglied zusammen und ändert entsprechend
eine Betriebsausgabe, die einer Steuerung 28 zugeführt wird,
um zu gewährleisten,
dass dem nach dem Zahnstangen-/Ritzelprinzip
arbeitenden Stellglied 12 ein Eingangssignal zwecks Erzeugung
eines sanften, ausgeglichenen und effektiven Anhaltens zugeführt wird.
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Die Steuerung 28 berechnet
bei Erhalt eines Eingangssignals von einem beliebigen Rad eine gewünschte Betriebskraft,
die ein sanftes und ausgeglichenes Anhalten erreicht. Falls irgendein
Paar Räder auf
Oberflächen
mit einem unterschiedlichen Reibungskoeffizienten läuft, wie
es zum Beispiel der Fall ist, wenn sich zwei Räder auf Eis und zwei Räder auf trockenem
Straßenpflaster
befinden, führt
die Steuerung 28 den jedem Radsatz zugeordneten einzelnen Bremsen
Betriebssignale zu, um die erwünschte
synchronisierte Ausgeglichenheit während einer Bremsbetätigung zu
erzielen.