EP3266968A1 - Bremssystem, insbesondere für eine fahrzeugtür - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a braking system for braking a pivoting movement between two pivotally mounted elements, comprising a brake rod connected to the first element, a braking device disposed on the second element having a housing through which the brake rod extends, wherein the braking device comprises a drive and at least one on the drive relative to the brake rod movable brake shoe member which is disposed within the housing and can be brought into engagement with the brake rod by applying a braking force, at least one sensor and an electronic control device for controlling the height of the at least one brake shoe element on the brake rod applied braking force in response to signals of the at least one sensor.
- Brake systems of the type mentioned are known in the prior art in different configurations. In automotive engineering, they are used primarily to lock a vehicle door held on a vehicle frame steplessly in various pivoting positions.
- the DE 10 2013 014 845 A1 a brake system having a brake device attached to a vehicle door having a housing in which two oppositely disposed brake shoe elements are accommodated.
- the brake shoe elements take between them a held on the vehicle frame and extending through the housing brake rod. They are biased by means of disc springs in the direction of the brake rod so that they exert a predetermined braking force on the brake rod.
- At least one of the brake shoes is on a facing her end of an actuating element attached.
- the other end face of the actuating element faces an electromagnet of the braking device, wherein a predetermined air gap is set between the actuating element and the electromagnet. In the electrically activated state of the electromagnet, this retracts the actuating element and, with it, the brake shoes fastened thereto against the force of the plate springs such that the braking force exerted on the brake rod is reduced or eliminated.
- the sensor used is preferably an acceleration sensor built into the vehicle door, which detects the current acceleration of the pivoting movement of the vehicle door. The acceleration values sensed by the acceleration sensor are integrated over time, whereupon the resulting velocity values are fed to an electronic controller adapted to reduce or cancel the energization of the solenoid once the slew rate is near or equal to zero.
- a disadvantage of in the DE 10 2013 014 845 A1 described brake system is that the electromagnet acts only in one direction. Accordingly, the maximum braking force, which is exerted on the brake rod, defined solely by the force of the disc springs and can not be amplified by the electromagnet.
- the electromagnet must have a large weight and large dimensions to achieve the desired forces, which is not desirable.
- the air gap between the electromagnet and the actuator must be set very precisely in order to ensure the full function of the electromagnet. This requires a very high manufacturing precision, which entails high costs.
- a small air gap is associated with increased susceptibility to existing on the brake rod dust, oil or water.
- the position of the electromagnet is predetermined by the direction of movement of the brake shoe element, which complicates a structural adaptation of the structure of the braking device to available space, since the design freedom is very limited.
- the present invention provides a brake system of the type mentioned, which is characterized in that the drive is an electric motor which rotates directly or indirectly driving an actuating element, which for generating the relative movement between the brake shoe member and the brake rod with at least one is provided directly or indirectly to the at least one brake shoe element acting actuating cam.
- the drive is an electric motor which rotates directly or indirectly driving an actuating element, which for generating the relative movement between the brake shoe member and the brake rod with at least one is provided directly or indirectly to the at least one brake shoe element acting actuating cam.
- suitable electric motors compared to suitable electromagnets a lower weight and smaller dimensions, which is why the braking device according to the invention can be made easier and with suitable for easy installation in a vehicle door outside dimensions.
- available on the market electric motors can be used with already integrated transmission, which is associated with low costs.
- the axis of rotation of the actuating element is arranged in alignment or parallel to the direction of movement of the brake shoe element, wherein the at least one actuating cam is provided on a facing in the direction of the brake shoe element end face of the actuating element.
- the braking device formed according to the first variant may have a substantially elongated shape.
- the at least one actuating cam is formed as extending around the axis of rotation of the actuating element helix, which in particular rotates once about the axis of rotation, as in the context of the following description of a first embodiment of a braking device according to the invention with reference to the FIGS. 2 to 39 described and illustrated.
- the axial cam height changes in the circumferential direction, in particular linear.
- several, in particular two each formed as a partial helix actuating cam may be formed, as exemplified in the Figures 45 to 49 is shown.
- the transfer plate preferably has a receiving recess for the at least one brake shoe element on its opposite end face.
- the axis of rotation of the actuating element extends transversely, in particular perpendicular to the direction of movement of the at least one brake shoe element, wherein the at least one actuating cam is provided on the outer periphery of the actuating element and in particular has a helical shape, wherein an actuating cam with a helical shape in this context, a cam is understood to mean in the circumferential direction, in particular linearly changing cam height.
- the brake device formed according to the second variant receives a substantially L-shaped configuration.
- At least one spring element is provided, in particular in the form of a plate spring, which biases the at least one brake shoe element in a direction away from the brake rod. Thanks to such a spring element ensures that the at least one brake shoe brought in the de-energized state of the electromagnet out of engagement with the brake rod which ensures, in particular in emergency situations, the simple implementation of a pivoting movement.
- another brake shoe element which is received fixedly on the housing, is arranged such that the brake shoe elements receive the brake rod between them.
- the use of two brake shoe elements leads to a very robust construction.
- the at least one sensor is preferably designed such that it detects the speed and / or the acceleration of a pivoting movement between the two elements pivotably attached to one another.
- Suitable sensors are in particular accelerometers, yaw rate sensors or gyroscopes or the like.
- the braking system according to the invention is in the two pivotally attached to each other elements to a vehicle frame and a vehicle door of a vehicle.
- At least one further sensor is provided, which is designed such that it detects objects and / or movements outside the vehicle in the region of the vehicle door, wherein the at least one further sensor can form part of an already existing vehicle monitoring system, in particular a part of such a vehicle monitoring system that monitors the vehicle environment when parking. It should be noted at this point that the at least one further sensor can also form part of or consist of a camera monitoring system.
- the at least one further sensor is advantageous on the outside of the vehicle door and / or on the front side of the vehicle door arranged.
- existing objects in the area of the vehicle door as well as objects approaching from behind can be detected in a simple manner.
- the braking device and the electronic control device are designed and set up such that the braking device exerts no braking force on the brake rod in the closed state of the vehicle door. In this way, a simple, low-power opening of the vehicle door is possible in case of power failure.
- a closure state sensor indicating the closed state of the vehicle door is provided, which sends its signals to the control device.
- the control device is configured such that the braking force exerted by the at least one brake shoe element on the brake rod is increased to a predetermined constant braking force as soon as the vehicle door is opened starting from its closed state.
- the predetermined constant braking force is chosen in particular such that a haptic pleasant opening resistance is achieved.
- such a predetermined constant braking force prevents the vehicle door due to the acceleration due to gravity alsfalls or falls when the vehicle is on an inclined plane.
- FIG. 1 schematically shows a brake system 1 according to an embodiment of the present invention, which is presently integrated in a vehicle 2.
- the braking system 1 is used to decelerate the movement of a vehicle door 3 and to lock the vehicle door 3 in any pivoting positions, wherein the vehicle door 3 is held on a vehicle frame 4 and arranged in the direction of a double arrow R pivotable about a vehicle door pivot axis 5.
- the brake system 1 comprises a brake rod 6 pivotally mounted on the vehicle frame 4, a brake device 7 arranged on the vehicle door 3, which engages the brake rod 6, at least one sensor 8, which is presently arranged on the vehicle door 3, and an electronic brake Control device 9, which is designed and arranged such that it regulates the height of the force exerted by the braking device 7 on the brake pads 6 braking force in response to signals from the sensor 8.
- FIGS. 2 to 39 a braking device 7 according to a first embodiment of the present invention and their interaction with the brake rod 6 described.
- the braking device 7 comprises a in the FIGS. 3 to 6 shown in detail housing 10, which has substantially the shape of an open towards the top, hollow shaped cuboid.
- housing 10 At the front and at the back of the housing 10, elongated openings 10a are provided in the housing 10 opposite to each other, through which the brake pads 6 are passed.
- mounting flanges 12 From the back of the housing 10 are up and down with threaded holes 11 provided mounting flanges 12, which serve to attach the housing 10 to the vehicle door 3.
- the housing 10 On its underside, the housing 10 is closed with a housing bottom 13 which, on its side facing the interior of the housing 10, is a circular disk-shaped one in the present case Well 14 defined.
- housing projections 15 extend upward along the four corner regions of the cuboidal interior, which have a circular arc-shaped contour viewed from above and through which a respective threaded bore 16 extends.
- the brake device 7 further comprises two brake shoe elements 17 which receive the guided through the housing 10 brake rod 6 between them.
- the present case identically formed and in the FIGS. 9 and 10 brake shoe elements 17 shown in detail have substantially the shape of a circular disk and are made for example of hard rubber or other suitable as a brake lining material. It should be understood, however, that the brake shoe elements 17 may in principle also have any other suitable shape.
- the lower brake shoe member 17 is mounted in the recess 14 of the housing bottom 13 and protrudes upward from this.
- the upper brake shoe member 17 is downwardly projecting in a recess 18 which is formed on a lower end face of a transfer plate 19.
- the transfer plate 19 has according to the FIGS. 11 to 15 viewed from above a substantially quadrangular outer contour, which corresponds to the inner contour of the interior of the housing 10, wherein the corner regions are provided with recesses 20 whose contour is selected according to the contour of the housing projections 15 of the housing 10.
- the transfer plate 19 is accommodated within the housing 10 movable up and down.
- the top of the transfer plate 19 is designed as a helix 21, which once revolves around a central blind bore 22 which extends from the top of the transfer plate 19 down. Accordingly, the cam height h, ie the cam height in the axial direction, changes linearly in the circumferential direction.
- a substantially circular disk-shaped actuating element 23 is arranged, which according to the FIGS. 16 to 20 is provided with a downwardly projecting central pin 24 which engages in the blind bore 22 of the transfer plate 19.
- the actuating element 23 is provided with an actuating cam 25, which is helically formed in correspondence with the helix 21 of the transfer plate 19 and bears against it.
- the actuating element 23 is provided with a central, non-circular connection recess 26. The diameter of the actuating element 23 is chosen such that it can be rotated freely about its axis of rotation.
- housing cover 27 is placed, which closes the housing 10 from above.
- the housing cover 27 is provided on its upper side with four arranged in the corners through holes 28 whose hole pattern matches the hole pattern of the threaded holes 16 of the housing 10. Accordingly, the housing cover 27, an electric motor 31 and the housing 10 are screwed together using not shown fastening screws.
- a housing cover opening 29 is centrally formed, via which the connection recess 26 of the actuating element 23 is accessible from the outside. Distributed uniformly around the housing cover opening 29, four further through-holes 30 are formed in the housing cover 27.
- An electric motor 31 the present case an integrated gear and a mounted encoder 32 according to the Figures 25 and 26 has, is attached to the housing 10 via the housing cover 27.
- the electric motor 31 is provided on its side facing the housing cover 27 end face with four holes 33, the hole pattern matches the hole pattern of the through holes 30, wherein the attachment via fastening screws 34 takes place.
- An output shaft 35 of the transmission whose contour is adapted to the contour of the connection recess 26 of the actuating element 23, engages in the connection recess 26 so that gear and actuator 23 are rotatably connected by positive engagement with each other.
- Brake rod 6 shown in detail is made of metallic flat material and in the present case has a multiply bent shape. At its free end an outwardly facing shoulder 36 is formed with a reduced width, in the end region of a through hole 37 is formed. At its opposite end of the connecting the brake rod 6 is rounded and also provided with a through hole 38. On the free end of the brake rod 6, a stop member 39 and a stop plate 40 are pushed, which are secured by a fixed in the through hole 37 of the brake rod 6 bolts 41, see also the FIGS. 29 to 36 , The stopper member 39 and the stopper plate 40 have substantially the same dimensions.
- the stopper member 39 is made of rubber and provided with a rectangular through hole 42.
- the stop plate 40 is made of metal or a durable hard plastic and has a likewise rectangular passage opening 43.
- a retaining clip 44 bent from sheet metal is held by a fixing pin 45 rotatably received in the through hole 38, see also FIGS FIGS. 37 to 39 .
- the retaining clip 44 is provided with a bore 46 through which a fastening screw can be guided.
- the retaining clip 4 has two opposing retaining tabs 47, which aligned with each other Receiving holes 48 are provided, through which the fixing pin 45 engages.
- the fastening pin 45 is fixedly connected to the retaining clip 44.
- the fastening pin 45 starting from one of its free end a circumferential flange 49, a knurled cylindrical portion 50 which serves to fix the mounting pin 45 in the first receiving bore 48 of the retaining clip 44, a smooth cylindrical portion 51, whose diameter is slightly smaller than that Diameter of the through hole 38 of the brake rod 6 is a cylindrical portion 52 of smaller diameter, which extends through the second receiving bore 48 of the brake rod 6, and a circumferential projection 53 at the other free end of the fixing pin 45.
- FIG. 2 shown arrangement on the retaining clip 44 to the vehicle frame 4 and connected via the mounting flanges 12 of the housing 10 with the vehicle door 3.
- the fastening pin 45 extends parallel to the vehicle door pivot axis 5, so that the brake rod 6 is moved within the housing 10 in the context of a pivoting movement of the vehicle door 3 back and forth, wherein the stop member 39 and the stop plate 40 serve to limit the pivoting movement. They thus define the maximum pivoting angle of the vehicle door 3.
- the brake rod 6 is freely movable within the housing 10. If the output shaft 35 and with it the actuating element 23 is rotated from this first position, the actuating cam 25 of the actuating element 23 presses on the helix 21 of the transmission plate 19 in such a way that the transmission plate 19, together with the brake shoe element 17 held thereon, moves in the direction of the housing 10 held Brake shoe element 17 is moved. Accordingly, the brake shoe elements 17 exert on the brake pads 6 a braking force which counteracts a movement of the brake rod 6 within the housing 10. In this way, the pivoting movement of the vehicle door can be braked and locked in any pivot position.
- FIGS. 40 to 49 show an alternative construction of the transfer plate 19 on the one hand and the actuating element 23 on the other. These differ only in respect of the previously described and described components, that the top of the transfer plate 19 is designed as a double helix 21, each helix 21 extends through 180 ° along the central blind bore 22, and that the actuator 23 at its to the transfer plate 19 facing lower end face with two actuating cam 25 is provided, which are formed corresponding to the helices 21 of the transfer plate 19.
- FIGS. 50 and 51 show a braking device 1 according to a second embodiment of the present invention, as well as the braking device described above, a housing 10.
- Two brake shoe elements 17, a transmission plate 19, an actuator 23, a housing cover 27, an electric motor 31 with integrated gear and an encoder 32 has ,
- the essential difference consists on the one hand in that the axis of rotation of the actuating element 23 extends transversely, in the present case perpendicular to the direction of movement of the movable brake shoe element 17, wherein the helically formed actuating cam 25 is provided on the circumference of the actuating element 23.
- the actuating element 23 facing the end face of the transfer plate 19, with which the actuating element 23 is in engagement flat.
- the in the FIGS. 40 and 41 illustrated brake device 7 has a substantially L-shaped configuration.
- the Shapes of the housing 10 and the housing cover 27 are adapted accordingly.
- the sensor 8 of the brake system 1 integrated in the vehicle door 3 in the present case is an acceleration sensor.
- the sensor 8 is zeroed to start up the system when the vehicle door 3 is closed on a flat surface of the vehicle 2, so that it receives its starting position, which is stored in the control device 9.
- the sensor 8 primarily detects the current acceleration of the vehicle door when opening and closing and sends the detected values to the control device 9.
- the control device 9 On the basis of the transmitted signals of the sensor 8, the control device 9 identifies events defined in advance by the program and controls the braking device 7 in such a way that, depending on the type of event identified, a predetermined, possibly corrected, or one of the control device 9 based on the or ., the calculated signal received from the sensor 8 exerts calculated braking force.
- the control takes place via the height of the current which is supplied to the electric motor 31. Due to the given mechanism of the braking device 7 is known, which motor current causes which braking force. Based on the gravitational acceleration, the control device 9 also detects whether the vehicle 2 is on an inclined plane. If this is the case, then this state is taken into account in the calculation of the braking force, or a braking force predetermined for the identified event is corrected accordingly.
- the control device 9 determines the angular speed by integration and the rotational angle of the vehicle door 3 by re-integration. If a pivotal movement of the vehicle door 3 is stopped by the user at any angle, for example, this event is triggered by the control device 9 detected by the fact that the acceleration minus the gravitational acceleration as well as the angular velocity are equal to zero. In this case, the brake device 7 is caused to lock the vehicle door 3. In this way it can be prevented that the vehicle door 3 is moved unintentionally by external influences.
- the braking force of the braking device 7 counteracts this movement. Due to the lever, which is defined by the distance between the sensor 8 and the brake device 7 or the vehicle door pivot axis 5, the vehicle door 3 can be moved elastically despite the brake being applied. This movement is detected by the control device as an event based on the accompanying acceleration. If the movement profile (acceleration and angular velocity over time) corresponds to a user profile defined in the control device 9, the control device 9 triggers the braking force exerted by the braking device 7. If, on the other hand, the movement profile is different, which is caused by external influences, such as, for example, a wind buffet, then the braking force remains unchanged.
- the brake system 1 may have a closed state sensor 54, for example in the form of a limit switch, which transmits a signal to the control device 9 as soon as the vehicle door 3 is closed.
- the control device 9 is preferably set up such that the braking force of the brake device 7 is completely released when the vehicle door 3 is closed. Accordingly, it is ensured that, in particular in the case of an accident, an opening of the vehicle door 3 can not be hindered by the brake device 7.
- the control device 9 is advantageously set up such that the brake device 7 is slightly actuated as soon as the vehicle door 3 is opened. A slight predetermined braking force can be felt by the user when opening the vehicle door 3 as very pleasant.
- Distance sensors 55 may be provided as further sensors of the brake system 1, which sensors are arranged on the outside of the vehicle door 3 and / or on the front side of the vehicle door 3 and detect objects and / or movements outside the vehicle 2 in the area of the vehicle door 3. Accordingly, an accidental collision with foreign objects when opening the vehicle door 3 can be securely prevented.
- the control device 9 may for example be set up so that the braking force of the braking device 7 is gradually increased as soon as the distance of the vehicle door 3 to an object falls below 20 cm, the brake rod 6 is acted upon by the full braking force, as soon as a distance of 5 cm to the object is reached, just to give an example.
- the proximity sensors 55 may form part of an existing vehicle monitoring system, such as one used as a parking aid.
- yaw rate sensor 56 which measures the angular velocity the vehicle door 3 detected.
- the angle of rotation and by derivation the acceleration of the control device 9 can be determined.
- acceleration, angular velocity and angle of rotation can then be determined very precisely, whereby the reliability of the brake system 1 is improved.
- the braking system 1 described above may also emit audible or visual signals warning the user when predetermined events occur, as is well known, in particular, by systems used as a parking aid.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem zum Abbremsen einer Schwenkbewegung zwischen zwei schwenkbar aneinander befestigten Elementen, umfassend eine mit dem ersten Element verbundene Bremsstange, eine an dem zweiten Element angeordnete Bremseinrichtung mit einem Gehäuse, durch das sich die Bremsstange erstreckt, wobei die Bremseinrichtung einen Antrieb und zumindest ein über den Antrieb relativ zur Bremsstange bewegbares Bremsbackenelement aufweist, das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und mit der Bremsstange unter Ausübung einer Bremskraft in Eingriff gebracht werden kann, zumindest einen Sensor und eine elektronische Regeleinrichtung zum Regeln der Höhe der von dem zumindest einen Bremsbackenelement auf die Bremsstange ausgeübten Bremskraft in Abhängigkeit von Signalen des zumindest einen Sensors.
- Bremssysteme der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Im Automobilbau werden sie in erster Linie dazu eingesetzt, eine an einem Fahrzeugrahmen gehaltenen Fahrzeugtür stufenlos in verschiedenen Schwenkpositionen zu arretieren. So offenbart beispielsweise die
DE 10 2013 014 845 A1 ein Bremssystem mit einer an einer Fahrzeugtür befestigten Bremseinrichtung, die ein Gehäuse aufweist, in dem zwei einander gegenüber angeordnete Bremsbackenelemente aufgenommen sind. Die Bremsbackenelemente nehmen zwischen sich eine an dem Fahrzeugrahmen gehaltene und sich durch das Gehäuse erstreckende Bremsstange auf. Dabei sind sie mittels Tellerfedern derart in Richtung der Bremsstange vorgespannt, dass sie eine vorbestimmte Bremskraft auf die Bremsstange ausüben. Zumindest eine der Bremsbacken ist an einer ihr zugewandten Stirnseite eines Betätigungselementes befestigt. Die andere Stirnseite des Betätigungselementes ist einem Elektromagneten der Bremseinrichtung zugewandt, wobei zwischen dem Betätigungselement und dem Elektromagneten ein vorbestimmter Luftspalt eingestellt ist. Im elektrisch aktivierten Zustand des Elektromagneten zieht dieser das Betätigungselement und mit diesem den daran befestigten Bremsbacken gegen die Kraft der Tellerfedern derart zurück, dass die auf die Bremsstange ausgeübte Bremskraft verringert bzw. aufgehoben wird. Als Sensor wird bevorzugt ein in die Fahrzeugtür eingebauter Beschleunigungssensor verwendet, der die aktuelle Beschleunigung der Schwenkbewegung der Fahrzeugtür erfasst. Die von dem Beschleunigungssensor erfassten Beschleunigungswerte werden über die Zeit integriert, woraufhin die daraus resultierenden Geschwindigkeitswerte einer elektronischen Regeleinrichtung zugeführt werden, die derart eingerichtet ist, dass sie die Bestromung des Elektromagneten verringert oder aufhebt, sobald die Schwenkgeschwindigkeit nahe oder gleich null ist. Entsprechend wird die Schwenkbewegung gestoppt und die Fahrzeugtür arretiert, sobald eine die Fahrzeugtür öffnende Person die Öffnungsbewegung anhält. Gemäß einer Weiterbildung kann die in derDE 10 2013 014 845 A1 offenbarte elektronische Regeleinrichtung auch derart "intelligent" ausgerüstet sein, dass sie definierte außergewöhnliche Bewegungsmuster, wie beispielsweise eine Stoßbewegung aufgrund einer Windbö oder dergleichen, von einer regulären und von einer Person willentlich durchgeführten Türöffnungsbewegung unterscheiden kann, um Unfälle zu vermeiden. Ferner können auch weitere Daten, wie beispielsweise der Zustand, die Lage und/oder die Eigenbeschleunigung des Fahrzeugs bzw. Fahrzeugrahmens auf die Regelung Einfluss nehmen. - Ein Nachteil des in der
DE 10 2013 014 845 A1 beschriebenen Bremssystems besteht darin, dass der Elektromagnet nur in einer Richtung wirkt. Entsprechend ist die maximale Bremskraft, die auf die Bremsstange ausgeübt wird, ausschließlich durch die Kraft der Tellerfedern definiert und kann nicht durch den Elektromagneten verstärkt werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der Elektromagnet zur Erzielung der gewünschten Kräfte ein großes Eigengewicht sowie große Abmessungen aufweisen muss, was nicht wünschenswert ist. Darüber hinaus muss der Luftspalt zwischen dem Elektromagneten und dem Betätigungselement sehr präzise eingestellt werden, um die volle Funktion des Elektromagneten zu gewährleisten. Dies verlangt eine sehr hohe Fertigungspräzision, was hohe Kosten nach sich zieht. Zudem geht ein geringer Luftspalt auch mit einer erhöhten Anfälligkeit gegenüber auf der Bremsstange vorhandenem Staub, Öl oder Wasser einher. Noch ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Position des Elektromagneten durch die Bewegungsrichtung des Bremsbackenelementes vorgegeben ist, was eine konstruktive Anpassung des Aufbaus der Bremseinrichtung an zur Verfügung stehenden Bauraum erschwert, da die Designfreiheit sehr eingeschränkt ist. - Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein preiswertes Bremssystem der eingangs genannte Art mit alternativem Aufbau zu schaffen, das wenig Bauraum benötigt, flexibel an vorhandenen Bauraum anpassbar ist und eine sichere Funktionsweise dauerhaft gewährleistet.
- Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein Bremssystem der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Antrieb ein Elektromotor ist, der direkt oder indirekt ein Betätigungselement drehend antreibt, das zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen dem Bremsbackenelement und der Bremsstange mit wenigstens einem direkt oder indirekt auf das zumindest eine Bremsbackenelement einwirkenden Betätigungsnocken versehen ist. Ein wesentlicher Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung besteht darin, dass die Verwendung eines Elektromotors in Verbindung mit einem einen Betätigungsnocken aufweisenden Betätigungselement eine sehr hohe Designfreiheit bietet, so dass die Bremseinrichtung vergleichsweise einfach an vorhandenen Bauraum angepasst werden kann. Darüber hinaus weisen für den vorliegenden Anwendungsfall geeignete Elektromotoren gegenüber geeigneten Elektromagneten ein geringeres Eigengewicht und kleinere Abmessungen auf, weshalb die erfindungsgemäße Bremseinrichtung leichter und mit für den problemlosen Einbau in eine Fahrzeugtür geeigneten Außenabmessungen ausgeführt werden kann. Zudem können am Markt erhältliche Elektromotoren mit bereits integriertem Getriebe eingesetzt werden, was mit geringen Kosten einhergeht.
- Gemäß einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Bremssystems ist die Drehachse des Betätigungselementes fluchtend oder parallel zur Bewegungsrichtung des Bremsbackenelementes angeordnet, wobei der wenigstens eine Betätigungsnocken an einer in Richtung des Bremsbackenelementes weisenden Stirnseite des Betätigungselementes vorgesehen ist. Entsprechend kann die die gemäß der ersten Variante ausgebildete Bremseinrichtung eine im Wesentlichen längliche Form aufweisen.
- Bevorzugt ist der wenigstens eine Betätigungsnocken als sich um die Drehachse des Betätigungselementes erstreckende Wendel ausgebildet, die insbesondere einmal um die Drehachse umläuft, wie es im Rahmen der nachfolgenden Beschreibung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung unter Bezugnahme auf die
Figuren 2 bis 39 beschrieben und dargestellt ist. Mit anderen Worten verändert sich die axiale Nockenhöhe in Umfangsrichtung insbesondere linear. Auch können an der Stirnseite des Betätigungselementes mehrere, insbesondere zwei jeweils als Teilwendel ausgebildete Betätigungsnocken ausgebildet sein, wie es beispielhaft in denFiguren 45 bis 49 dargestellt ist. - Vorteilhaft ist zwischen dem Betätigungselement und dem zumindest einen Bremsbackenelement eine drehfest und innerhalb des Gehäuses aus- und abwärts bewegbar aufgenommene Übertragungsplatte vorgesehen, die an ihrer zum Betätigungselement weisenden Stirnseite mit zumindest einer korrespondierend zum wenigstens einen Betätigungsnocken des Betätigungselementes ausgebildeten und mit diesem ineinandergreifenden Wendel versehen ist, wobei die Übertragungsplatte an ihrer gegenüberliegenden Stirnseite bevorzugt eine Aufnahmevertiefung für das zumindest eine Bremsbackenelement aufweist. Dank einer derart ausgebildeten Übertragungsplatte wird unabhängig von der Drehung des Elektromotors stets ein sehr guter Flächenkontakt zwischen dem Betätigungselement und der Übertragungsplatte erzielt, was zu einer sicheren Funktionsweise der Bremseinrichtung führt.
- Gemäß einer zweiten Variante der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung erstreckt sich die Drehachse des Betätigungselementes quer, insbesondere senkrecht zur Bewegungsrichtung des zumindest einen Bremsbackenelementes, wobei der wenigstens eine Betätigungsnocken am Außenumfang des Betätigungselementes vorgesehen ist und insbesondere eine wendelartige Form aufweist, wobei unter einem Betätigungsnocken mit einer wendelartigen Form in diesem Zusammenhang ein Nocken mit sich in Umfangsrichtung insbesondere linear ändernder Nockenhöhe verstanden wird. Insgesamt erhält die gemäß der zweiten Variante ausgebildete Bremseinrichtung eine im Wesentlichen L-förmige Gestalt.
- Bevorzugt ist zumindest ein Federelement vorgesehen, insbesondere in Form einer Tellerfeder, die das zumindest eine Bremsbackenelement in einer Richtung weg von der Bremsstange vorspannt. Dank eines solchen Federelementes ist sichergestellt, dass die zumindest eine Bremsbacke im unbestromten Zustand des Elektromagneten aus dem Eingriff mit der Bremsstange gebracht wird, was insbesondere in Notsituationen die einfache Durchführung einer Schwenkbewegung gewährleistet.
- Vorteilhaft ist gegenüber dem zumindest einen Bremsbackenelement ein weiteres, ortsfest an dem Gehäuse aufgenommenes Bremsbackenelement derart angeordnet, dass die Bremsbackenelemente die Bremsstange zwischen sich aufnehmen. Die Verwendung von zwei Bremsbackenelementen führt zu einer sehr robusten Konstruktion.
- Der zumindest eine Sensor ist bevorzugt derart ausgebildet, dass er die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung einer Schwenkbewegung zwischen den beiden schwenkbar aneinander befestigten Elementen erfasst. Geeignete Sensoren sind insbesondere Accelerometer, Drehratensensoren bzw. Gyroskope oder dergleichen.
- Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremssystems handelt es sich bei den beiden schwenkbar aneinander befestigten Elementen um einen Fahrzeugrahmen und um eine Fahrzeugtür eines Fahrzeugs.
- Bevorzugt ist zumindest ein weiterer Sensor vorgesehen, der derart ausgebildet ist, dass er Gegenstände und/oder Bewegungen außerhalb des Fahrzeugs im Bereich der Fahrzeugtür erfasst, wobei der zumindest eine weitere Sensor einen Teil eines bereits bestehenden Fahrzeugüberwachungssystems bilden kann, insbesondere einen Teil eines solchen Fahrzeugüberwachungssystems, dass die Fahrzeugumgebung beim Einparken überwacht. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der zumindest eine weitere Sensor auch einen Teil eines Kameraüberwachungssystems bilden oder aus einem solchen bestehen kann.
- Der zumindest eine weitere Sensor ist vorteilhaft an der Außenseite der Fahrzeugtür und/oder an der Stirnseite der Fahrzeugtür angeordnet. So können im Bereich der Fahrzeugtür vorhandene Objekte ebenso wie von hinten herannahende Objekte in einfacher Art und Weise detektiert werden.
- Bevorzugt sind die Bremseinrichtung und die elektronische Regeleinrichtung derart ausgebildet und eingerichtet, dass die Bremseinrichtung im geschlossenen Zustand der Fahrzeugtür keine Bremskraft auf die Bremsstange ausübt. Auf diese Weise ist bei Ausfall der Stromversorgung ein einfaches, wenig kraftaufwändiges Öffnen der Fahrzeugtür möglich.
- Vorteilhaft ist ein den geschlossenen Zustand der Fahrzeugtür anzeigender Schließzustandssensor vorgesehen ist, der seine Signale an die Regeleinrichtung sendet.
- Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremssystems ist die Regeleinrichtung derart eingerichtet, dass die von dem zumindest einen Bremsbackenelement auf die Bremsstange ausgeübte Bremskraft auf eine vorbestimmte konstante Bremskraft erhöht wird, sobald die Fahrzeugtür ausgehend von ihrem geschlossenen Zustand geöffnet wird. Die vorbestimmte konstante Bremskraft ist insbesondere derart gewählt, dass ein haptisch angenehmer Öffnungswiderstand erzielt wird. Darüber hinaus verhindert eine solche vorbestimmte konstante Bremskraft, dass die Fahrzeugtür aufgrund der Erdbeschleunigung selbständig auf- oder zufällt, wenn sich das Fahrzeug auf einer geneigten Ebene befindet.
- Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen erfindungsgemäßer Bremssysteme unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist
- Figur 1
- eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs, das mit einem Bremssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Form ausgestattet ist;
- Figur 2
- eine geschnittene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Bremseinrichtung des in
Figur 1 dargestellten Bremssystems; - Figur 3
- eine perspektivische Darstellung eines Gehäuses der in
Figur 2 dargestellten Bremseinrichtung; - Figur 4
- eine teilweise durchsichtig dargestellte Seitenansicht des in
Figur 3 dargestellten Gehäuses; - Figur 5
- eine Unteransicht des in
Figur 3 dargestellten Gehäuses; - Figur 6
- eine Draufsicht des in
Figur 3 dargestellten Gehäuses; - Figur 7
- eine Rückansicht des in
Figur 3 dargestellten Gehäuses; - Figur 8
- eine Vorderansicht des in
Figur 3 dargestellten Gehäuses; - Figur 9
- eine perspektivische Ansicht eines Bremsbackenelementes der in
Figur 2 dargestellten Bremseinrichtung; - Figur 10
- eine Seitenansicht des in
Figur 9 dargestellten Bremsbackenelementes; - Figur 11
- eine perspektivische Ansicht einer Übertragungsplatte der in
Figur 2 dargestellten Bremseinrichtung; - Figur 12
- eine erste Seitenansicht der in
Figur 11 dargestellten Übertragungsplatte; - Figur 13
- eine teilweise durchsichtig dargestellte zweite Seitenansicht der in
Figur 11 dargestellten Übertragungsplatte; - Figur 14
- eine Draufsicht der in
Figur 11 dargestellten Übertragungsplatte; - Figur 15
- eine Unteransicht der in
Figur 11 dargestellten Übertragungsplatte; - Figur 16
- eine perspektivische Ansicht eines Betätigungselementes der in
Figur 2 dargestellten Bremseinrichtung; - Figur 17
- eine erste Seitenansicht des in
Figur 16 dargestellten Betätigungselementes; - Figur 18
- eine zweite Seitenansicht des in
Figur 16 dargestellten Betätigungselementes; - Figur 19
- eine Draufsicht des in
Figur 16 dargestellten Betätigungselementes; - Figur 20
- eine Unteransicht des in
Figur 16 dargestellten Betätigungselementes; - Figur 21
- eine perspektivische Darstellung eines Gehäusedeckels der in
Figur 2 dargestellten Bremseinrichtung; - Figur 22
- eine teilweise durchsichtig dargestellte Seitenansicht des in
Figur 21 dargestellten Gehäusedeckels; - Figur 23
- eine Unteransicht des in
Figur 21 dargestellten Gehäusedeckels; - Figur 24
- eine Draufsicht des in
Figur 21 dargestellten Gehäusedeckels; - Figur 25
- eine perspektivische Darstellung eines Motors mit integriertem Getriebe der in
Figur 2 dargestellten Bremseinrichtung; - Figur 26
- eine perspektivische Ansicht eines Encoders der in
Figur 2 dargestellten Bremseinrichtung; - Figur 27
- eine Draufsicht einer Bremsstange der in
Figur 2 dargestellten Bremseinrichtung; - Figur 28
- eine Seitenansicht der in
Figur 27 dargestellten Bremsstange; - Figur 29
- eine perspektivische Ansicht eines Anschlagelementes der in
Figur 2 dargestellten Bremseinrichtung; - Figur 30
- eine Seitenansicht des in
Figur 29 dargestellten Anschlagelementes; - Figur 31
- eine Draufsicht des in
Figur 29 dargestellten Anschlagelementes; - Figur 32
- eine perspektivische Ansicht einer Anschlagplatte der in
Figur 2 dargestellten Bremseinrichtung; - Figur 33
- eine Seitenansicht der in
Figur 32 dargestellten Anschlagplatte; - Figur 34
- eine Draufsicht der in
Figur 32 dargestellten Anschlagplatte; - Figur 35
- eine perspektivische Ansicht eines Bolzens der in
Figur 2 dargestellten Bremseinrichtung; - Figur 36
- eine Draufsicht des in
Figur 35 dargestellten Bolzens; - Figur 37
- eine perspektivische Ansicht einer Halteklammer der in
Figur 2 dargestellten Bremseinrichtung; - Figur 38
- eine perspektivische Ansicht eines Befestigungsstiftes der in
Figur 2 dargestellten Bremseinrichtung; - Figur 39
- eine Unteransicht des in
Figur 38 dargestellten Befestigungsstiftes; - Figur 40
- eine perspektivische Ansicht einer alternativen Übertragungsplatte der in
Figur 2 dargestellten Bremseinrichtung; - Figur 41
- eine erste Seitenansicht der in
Figur 40 dargestellten Übertragungsplatte; - Figur 42
- eine teilweise durchsichtig dargestellte zweite Seitenansicht der in
Figur 40 dargestellten Übertragungsplatte; - Figur 43
- eine Draufsicht der in
Figur 40 dargestellten Übertragungsplatte; - Figur 44
- eine Unteransicht der in
Figur 40 dargestellten Übertragungsplatte; - Figur 45
- eine perspektivische Ansicht eines alternativen Betätigungselementes der in
Figur 2 dargestellten Bremseinrichtung, da zusammen mit der in denFiguren 40 bis 44 dargestellten Übertragungsplatte verwendet wird; - Figur 46
- eine erste Seitenansicht des in
Figur 45 dargestellten Betätigungselementes; - Figur 47
- eine zweite Seitenansicht des in
Figur 45 dargestellten Betätigungselementes; - Figur 48
- eine Draufsicht des in
Figur 45 dargestellten Betätigungselementes; - Figur 49
- eine Unteransicht des in
Figur 45 dargestellten Betätigungselementes - Figur 50
- eine perspektivische Ansicht einer Bremseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- Figur 51
- eine teilweise geschnittene Seitenansicht der in
Figur 50 dargestellten Bremseinrichtung. -
Figur 1 zeigt schematisch ein Bremssystem 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das vorliegend in ein Fahrzeug 2 integriert ist. Das Bremssystem 1 dient dazu, die Bewegung einer Fahrzeugtür 3 abzubremsen und die Fahrzeugtür 3 in beliebigen Schwenkstellungen zu arretieren, wobei die Fahrzeugtür 3 an einem Fahrzeugrahmen 4 gehalten und in Richtung eines Doppelpfeils R schwenkbar um eine Fahrzeugtürschwenkachse 5 angeordnet ist. Das Bremssystem 1 umfasst hierzu eine schwenkbar an dem Fahrzeugrahmen 4 befestigte Bremsstange 6, eine an der Fahrzeugtür 3 angeordnete Bremseinrichtung 7, die mit der Bremsstange 6 in Eingriff steht, zumindest einen Sensor 8, der vorliegend an der Fahrzeugtür 3 angeordnet ist, und eine elektronische Regeleinrichtung 9, die derart ausgelegt und eingerichtet ist, dass sie die Höhe der von der Bremseinrichtung 7 auf die Bremsstage 6 ausgeübte Bremskraft in Abhängigkeit von Signalen des Sensors 8 regelt. - Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die
Figuren 2 bis 39 eine Bremseinrichtung 7 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie deren Zusammenwirken mit der Bremsstange 6 beschrieben. - Die Bremseinrichtung 7 umfasst ein in den
Figuren 3 bis 6 im Detail dargestelltes Gehäuse 10, das im Wesentlichen die Form eines zur Oberseite hin offenen, hohl ausgebildeten Quaders aufweist. An der Vorderseite und an der Rückseite des Gehäuses 10 sind einander gegenüberliegend längliche Öffnungen 10a in dem Gehäuse 10 vorgesehen, durch welche die Bremsstage 6 hindurchgeführt ist. Von der Rückseite des Gehäuses 10 stehen auf- und abwärts mit Gewindelöchern 11 versehene Befestigungsflansche 12 vor, die zur Befestigung des Gehäuses 10 an der Fahrzeugtür 3 dienen. An seiner Unterseite ist das Gehäuse 10 mit einem Gehäuseboden 13 verschlossen, der an seiner zum Innern des Gehäuses 10 weisenden Seite eine vorliegend kreisscheibenförmige Vertiefung 14 definiert. Ausgehend von dem Gehäuseboden 13 erstrecken sich aufwärts entlang der vier Eckbereiche des quaderförmigen Innenraums Gehäusevorsprünge 15, die von oben betrachtet eine kreisbogenförmige Kontur aufweisen und durch die sich jeweils eine Gewindebohrung 16 erstreckt. - Die Bremseinrichtung 7 umfasst ferner zwei Bremsbackenelemente 17, welche die durch das Gehäuse 10 geführte Bremsstange 6 zwischen sich aufnehmen. Die vorliegend identisch ausgebildeten und in den
Figuren 9 und 10 im Detail dargestellten Bremsbackenelemente 17 weisen im Wesentlichen die Form einer Kreisscheibe auf und sind beispielsweise aus Hartgummi oder einem anderen als Bremsbelag geeigneten Material hergestellt. Es sollte allerdings klar sein, dass die Bremsbackenelemente 17 grundsätzlich auch jede andere geeignete Form aufweisen können. Das untere Bremsbackenelement 17 ist in der Vertiefung 14 des Gehäusebodens 13 befestigt und steht aufwärts aus dieser vor. Das obere Bremsbackenelement 17 ist abwärts vorstehend in einer Vertiefung 18 befestigt, die an einer unteren Stirnseite einer Übertragungsplatte 19 ausgebildet ist. - Die Übertragungsplatte 19 weist gemäß den
Figuren 11 bis 15 von oben betrachtet eine im Wesentlichen viereckige Außenkontur auf, die der Innenkontur des Innenraums des Gehäuses 10 entspricht, wobei die Eckbereiche mit Ausnehmungen 20 versehen sind, deren Kontur entsprechend der Kontur der Gehäusevorsprünge 15 des Gehäuses 10 gewählt ist. Die Übertragungsplatte 19 ist innerhalb des Gehäuses 10 auf- und abwärts bewegbar aufgenommen. Die Oberseite der Übertragungsplatte 19 ist als Wendel 21 ausgeführt, die einmal um eine mittige Sackbohrung 22 umläuft, die sich ausgehend von der Oberseite der Übertragungsplatte 19 abwärts erstreckt. Entsprechend verändert sich die Nockenhöhe h, also die Nockenhöhe in axialer Richtung, in Umfangsrichtung linear. - Oberhalb der Übertragungsplatte 19 ist ein im Wesentlichen kreisscheibenförmig ausgebildetes Betätigungselement 23 angeordnet, das gemäß den
Figuren 16 bis 20 mit einem abwärts vorstehenden mittigen Zapfen 24 versehen ist, der in die Sackbohrung 22 der Übertragungsplatte 19 eingreift. An seiner zur Übertragungsplatte 19 weisenden untern Stirnseite ist das Betätigungselement 23 mit einem Betätigungsnocken 25 versehen, der korrespondierend zu der Wendel 21 der Übertragungsplatte 19 wendelförmig ausgebildet ist und an dieser anliegt. An der oberen Stirnseite ist das Betätigungselement 23 mit einer mittigen, unrund ausgebildeten Anschlussvertiefung 26 versehen. Der Durchmesser des Betätigungselementes 23 ist derart gewählt, dass dieses frei um seine Drehachse gedreht werden kann. - Auf das Betätigungselement 23 ist ein in den
Figuren 21 bis 24 im Detail dargestellter Gehäusedeckel 27 aufgesetzt, der das Gehäuse 10 von oben verschließt. Der Gehäusedeckel 27 ist an seiner Oberseite mit vier in den Eckbereichen angeordneten Durchgangslöchern 28 versehen, deren Lochbild mit dem Lochbild der Gewindebohrungen 16 des Gehäuses 10 übereinstimmt. Entsprechend sind der Gehäusedeckel 27, ein Elektromotor 31 und das Gehäuse 10 unter Verwendung nicht näher dargestellter Befestigungsschrauben miteinander verschraubt. An der Oberseite des Gehäusedeckels 27 ist mittig eine Gehäusedeckelöffnung 29 ausgebildet, über welche die Anschlussvertiefung 26 des Betätigungselementes 23 von außen zugänglich ist. Gleichmäßig um die Gehäusedeckelöffnung 29 verteilt sind im Gehäusedeckel 27 vier weitere Durchgangslöcher 30 ausgebildet. - Ein Elektromotor 31, der vorliegend ein integriertes Getriebe und einen aufgesetzten Encoder 32 gemäß den
Figuren 25 und26 aufweist, ist über den Gehäusedeckel 27 an dem Gehäuse 10 befestigt. Hierzu ist der Elektromotor 31 an seiner zum Gehäusedeckel 27 weisenden Stirnseite mit vier Bohrungen 33 versehen, deren Lochbild mit dem Lochbild der Durchgangslöcher 30 übereinstimmt, wobei die Befestigung über Befestigungsschrauben 34 erfolgt. Eine Abtriebswelle 35 des Getriebes, deren Kontur an die Kontur der Anschlussvertiefung 26 des Betätigungselementes 23 angepasst ist, greift in die Anschlussvertiefung 26 ein, so dass Getriebe und Betätigungselement 23 durch Formschluss drehfest miteinander verbunden sind. - Die in den
Figuren 27 und 28 im Detail dargestellte Bremsstange 6 ist aus metallischem Flachmaterial hergestellt und weist vorliegend eine mehrfach gebogene Gestalt auf. An ihrem freien Ende ist ein auswärts weisender Absatz 36 mit verringerter Breite ausgebildet, in dessen Endbereich eine Durchgangsbohrung 37 ausgebildet ist. An ihrem gegenüberliegenden Verbindungsende ist die Bremsstange 6 abgerundet ausgebildet und ebenfalls mit einer Durchgangsbohrung 38 versehen. Auf das freie Ende der Bremsstange 6 sind ein Anschlagelement 39 und eine Anschlagplatte 40 aufgeschoben, die durch einen in der Durchgangsbohrung 37 der Bremsstange 6 befestigten Bolzen 41 gesichert sind, siehe auch dieFiguren 29 bis 36 . Das Anschlagelement 39 und die Anschlagplatte 40 weisen im Wesentlichen die gleichen Abmessungen auf. Das Anschlagelement 39 ist aus Gummi hergestellt und mit einer rechteckigen Durchgangsöffnung 42 versehen. Die Anschlagplatte 40 ist aus Metall oder einem widerstandsfähigen Hartkunststoff hergestellt und weist eine ebenfalls rechteckig ausgebildete Durchgangsöffnung 43 auf. An dem Verbindungsende der Bremsstange 6 ist eine aus Metallblech gebogene Halteklammer 44 über einen drehbar in der Durchgangsbohrung 38 aufgenommenen Befestigungsstift 45 gehalten, siehe auch dieFiguren 37 bis 39 . Zur Befestigung an dem Fahrzeugrahmen 4 ist die Halteklammer 44 mit einer Bohrung 46 versehen, durch die eine Befestigungsschraube geführt werden kann. Zur Festlegung der Halteklammer 44 an der Bremsstage 6 weist die Halteklammer 4 zwei einander gegenüber angeordnete Haltelaschen 47 auf, die mit fluchtend zueinander ausgerichteten Aufnahmebohrungen 48 versehen sind, durch die der Befestigungsstift 45 greift. Der Befestigungsstift 45 ist fest mit der Halteklammer 44 verbunden. Hierzu weist der Befestigungsstift 45 ausgehend von einem seiner freien Ende einen umlaufenden Flansch 49, einen gerändelten zylindrischen Abschnitt 50, der zur Festlegung des Befestigungsstiftes 45 in der ersten Aufnahmebohrung 48 der Halteklammer 44 dient, einen glatten zylindrischen Abschnitt 51, dessen Durchmesser geringfügig kleiner als der Durchmesser der Durchgangsbohrung 38 der Bremsstange 6 ist, einen zylindrischen Abschnitt 52 kleineren Durchmessers, der sich durch die zweite Aufnahmebohrung 48 der Bremsstange 6 erstreckt, und einen umlaufenden Vorsprung 53 am anderen freien Ende des Befestigungsstiftes 45 auf. - Im bestimmungsgemäß montierten Zustand ist die in
Figur 2 dargestellte Anordnung über die Halteklammer 44 mit dem Fahrzeugrahmen 4 und über die Befestigungsflansche 12 des Gehäuses 10 mit der Fahrzeugtür 3 verbunden. Dabei erstreckt sich der Befestigungsstift 45 parallel zur Fahrzeugtürschwenkachse 5, so dass die Bremsstange 6 im Rahmen einer Schwenkbewegung der Fahrzeugtür 3 innerhalb des Gehäuses 10 hin und her bewegt wird, wobei das Anschlagelement 39 bzw. die Anschlagplatte 40 zur Begrenzung der Schwenkbewegung dienen. Sie definieren somit den maximalen Schwenkwinkel der Fahrzeugtür 3. - Befindet sich die Abtriebswelle 35 des Elektromotors 31 bzw. des Getriebes in einer ersten Stellung, in der das Betätigungselement 23 keinen Druck auf die Übertragungsplatte 19 ausübt, so ist die Bremsstange 6 innerhalb des Gehäuses 10 frei beweglich. Wird die Abtriebswelle 35 und mit ihr das Betätigungselement 23 aus dieser ersten Stellung gedreht, so drückt der Betätigungsnocken 25 des Betätigungselementes 23 derart auf die Wendel 21 der Übertragungsplatte 19, dass die Übertragungsplatte 19 zusammen mit dem daran gehaltenen Bremsbackenelement 17 in Richtung des an dem Gehäuse 10 gehaltenen Bremsbackenelementes 17 bewegt wird. Entsprechend üben die Bremsbackenelemente 17 auf die Bremsstage 6 eine Bremskraft aus, die einer Bewegung der Bremsstange 6 innerhalb des Gehäuses 10 entgegenwirkt. Auf diese Weise kann die Schwenkbewegung der Fahrzeugtür abgebremst und auch in jeder beliebigen Schwenkposition arretiert werden.
- Die
Figuren 40 bis 49 zeigen einen alternativen Aufbau der Übertragungsplatte 19 einerseits und des Betätigungselementes 23 andererseits. Diese unterscheiden sich lediglich dahingehend von den zuvor dargestellten und beschriebenen Bauteilen, dass die Oberseite der Übertragungsplatte 19 als zweifache Wendel 21 ausgeführt ist, wobei sich jede Wendel 21 um 180° entlang der mittigen Sackbohrung 22 erstreckt, und dass das Betätigungselement 23 an seiner zur Übertragungsplatte 19 weisenden untern Stirnseite mit zwei Betätigungsnocken 25 versehen ist, die korrespondierend zu den Wendeln 21 der Übertragungsplatte 19 ausgebildet sind. - Die
Figuren 50 und 51 zeigen eine Bremseinrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ebenso wie die zuvor beschriebene Bremseinrichtung ein Gehäuse 10. Zwei Bremsbackenelemente 17, eine Übertragungsplatte 19, ein Betätigungselement 23, einen Gehäusedeckel 27, einen Elektromotor 31 mit integriertem Getriebe und einen Encoder 32 aufweist. Der wesentliche Unterschied besteht zum einen darin, dass sich die Drehachse des Betätigungselementes 23 quer, vorliegend senkrecht zur Bewegungsrichtung des beweglichen Bremsbackenelementes 17 erstreckt, wobei der wendelförmig ausgebildete Betätigungsnocken 25 am Umfang des Betätigungselementes 23 vorgesehen ist. Zum anderen ist die dem Betätigungselement 23 zugewandte Stirnseite der Übertragungsplatte 19, mit der das Betätigungselement 23 in Eingriff steht, eben ausgebildet. Auf diese Weise hat die in denFiguren 40 und 41 dargestellte Bremseinrichtung 7 eine im Wesentlichen L-förmige Gestalt. Die Formen des Gehäuses 10 und des Gehäusedeckels 27 sind entsprechend angepasst. - Unter erneuter Bezugnahme auf
Figur 1 wird nachfolgend die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Bremssystems 1 beschrieben. - Bei dem in die Fahrzeugtür 3 integrierten Sensor 8 des Bremssystems 1 handelt es sich vorliegend um einen Beschleunigungssensor. Der Sensor 8 wird zur Inbetriebnahme des Systems bei geschlossener Fahrzeugtür 3 des auf einer ebenen Fläche stehenden Fahrzeugs 2 genullt, so dass er seine Ausgangsposition erhält, die in der Regeleinrichtung 9 gespeichert wird. Der Sensor 8 erfasst in erster Linie die aktuelle Beschleunigung der Fahrzeugtür beim Öffnen und Schließen und sendet die erfassten Werte an die Regeleinrichtung 9.
- Anhand der übermittelten Signale des Sensors 8 identifiziert die Regeleinrichtung 9 vorab programmtechnisch definierte Ereignisse und steuert die Bremseinrichtung 7 derart an, dass diese in Abhängigkeit von der Art des identifizierten Ereignisses eine vorbestimmte, ggf. korrigierte, oder eine von der Regeleinrichtung 9 auf Basis des bzw. der vom Sensor 8 empfangenen Signale berechnete Bremskraft ausübt. Die Ansteuerung erfolgt vorliegend über die Höhe des Stroms, der dem Elektromotor 31 zugeführt wird. Aufgrund der gegebenen Mechanik der Bremseinrichtung 7 ist bekannt, welcher Motorstrom welche Bremskraft hervorruft. Anhand der Erdbeschleunigung erfasst die Steuereinrichtung 9 zudem, ob sich das Fahrzeug 2 auf einer schiefen Ebene befindet. Ist dies der Fall, so wird dieser Zustand bei der Berechnung der Bremskraft berücksichtigt oder eine für das identifizierte Ereignis vorbestimmte Bremskraft entsprechend korrigiert.
- Basierend auf den von dem Sensor 8 empfangenen Beschleunigungswerten ermittelt die Regeleinrichtung 9 durch Integration die Winkelgeschwindigkeit und durch nochmalige Integration den Drehwinkel der Fahrzeugtür 3. Wird eine Schwenkbewegung der Fahrzeugtür 3 vom Benutzer beispielsweise in einem beliebigen Winkel angehalten, so wird dieses Ereignis durch die Regeleinrichtung 9 dadurch erfasst, dass die Beschleunigung abzüglich der Erdbeschleunigung ebenso wie die Winkelgeschwindigkeit gleich null sind. In diesem Fall wird die Bremseinrichtung 7 zum Arretieren der Fahrzeugtür 3 veranlasst. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Fahrzeugtür 3 durch äußere Einflüsse ungewollt bewegt wird.
- Bewegt der Benutzer die Fahrzeugtür 3 ausgehend von dem arretierten Zustand erneut, so wirkt die Bremskraft der Bremseinrichtung 7 dieser Bewegung entgegen. Aufgrund des Hebels, der durch den Abstand zwischen dem Sensor 8 und der Bremseinrichtung 7 bzw. der Fahrzeugtürschwenkachse 5 definiert wird, lässt sich die Fahrzeugtür 3 trotz angezogener Bremse elastisch bewegen. Diese Bewegung wird von der Regeleinrichtung anhand der damit einhergehenden Beschleunigung als Ereignis erfasst. Entspricht das Bewegungsprofil (Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit über die Zeit) einem in der Regeleinrichtung 9 definierten Benutzerprofil, dann löst die Regeleinrichtung 9 die von der Bremseinrichtung 7 ausgeübte Bremskraft. Ist das Bewegungsprofil hingegen ein anderes, das durch äußere Einflüsse, wie beispielsweise durch eine Windbö hervorgerufen wird, dann bleibt die Bremskraft unverändert.
- Basierend auf dem aktuellen Drehwinkel der Fahrzeugtür 3 kann diese abgebremst werden, bevor der maximale Drehwinkel erreicht wird, der durch das Anschlagelement 39 bzw. die Anschlagplatte 40 definiert ist. Entsprechend kann ein übermäßiger Verschleiß dieser Bauteile verhindert werden.
- Als weiteren Sensor kann das Bremssystem 1 einen Schließzustandssensor 54 aufweisen, beispielsweise in Form eines Endschalters, der ein Signal an die Regeleinrichtung 9 übermittelt, sobald die Fahrzeugtür 3 geschlossen ist. In diesem Fall ist die Regeleinrichtung 9 bevorzugt derart eingerichtet, dass die Bremskraft der Bremseinrichtung 7 vollständig gelöst wird, wenn die Fahrzeugtür 3 geschlossen ist. Entsprechend ist sichergestellt, dass insbesondere im Falle eines Unfalls ein Öffnen der Fahrzeugtür 3 nicht durch die Bremseinrichtung 7 behindert werden kann. Ferner ist die Regeleinrichtung 9 vorteilhaft derart eingerichtet, dass die Bremseinrichtung 7 geringfügig betätigt wird, sobald die Fahrzeugtür 3 geöffnet wird. Eine geringfügige vorbestimmte Bremskraft kann vom Benutzer beim Öffnen der Fahrzeugtür 3 als sehr angenehm empfunden werden.
- Als weitere Sensoren des Bremssystems 1 können Abstandssensoren 55 vorgesehen werden, die an der Außenseite der Fahrzeugtür 3 und/oder an der Stirnseite der Fahrzeugtür 3 angeordnet sind und Gegenstände und/oder Bewegungen außerhalb des Fahrzeugs 2 im Bereich der Fahrzeugtür 3 erfassen. Entsprechend kann eine ungewollte Kollision mit fremden Gegenständen beim Öffnen der Fahrzeugtür 3 sicher verhindert werden. So kann die Regeleinrichtung 9 beispielsweise derart eingerichtet sein, dass die Bremskraft der Bremseinrichtung 7 nach und nach erhöht wird, sobald der Abstand der Fahrzeugtür 3 zu einem Gegenstand 20 cm unterschreitet, wobei die Bremsstange 6 mit der vollen Bremskraft beaufschlagt wird, sobald ein Abstand von 5 cm zum Gegenstand erreicht ist, um nur ein Beispiel zu nennen. Die Abstandssensoren 55 können einen Teil eines bereits bestehenden Fahrzeugüberwachungssystems bilden, wie beispielsweise eines solchen Systems, das als Einparkhilfe verwendet wird.
- Ferner besteht die Möglichkeit, das Bremssystem 1 mit einem Drehratensensor 56 (Gyroskop) auszustatten, der die Winkelgeschwindigkeit der Fahrzeugtür 3 erfasst. Durch Integration kann der Drehwinkel und durch Ableitung die Beschleunigung von der Regeleinrichtung 9 ermittelt werden. Über eine Sensorfusion mit dem Sensor 8 können dann Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit und Drehwinkel sehr genau ermittelt werden, wodurch die Verlässlichkeit des Bremssystems 1 verbessert wird.
- Es sollte klar sein, dass das zuvor beschriebene Bremssystem 1 auch akustische oder optische Signale ausgeben kann, die den Benutzer beim Eintritt vorbestimmter Ereignisse warnen, wie es insbesondere von als Einparkhilfe verwendeten Systemen hinlänglich bekannt ist.
- Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
-
- 1
- Bremssystem
- 2
- Fahrzeug
- 3
- Fahrzeugtür
- 4
- Fahrzeugrahmen
- 5
- Fahrzeugtürschwenkachse
- 6
- Bremsstange
- 7
- Bremseinrichtung
- 8
- Sensor
- 9
- Regeleinrichtung
- 10
- Gehäuse
- 10a
- Öffnung
- 11
- Gewindeloch
- 12
- Befestigungsflansch
- 13
- Gehäuseboden
- 14
- Vertiefung
- 15
- Gehäusevorsprung
- 16
- Gewindebohrung
- 17
- Bremsbackenelement
- 18
- Vertiefung
- 19
- Übertragungsplatte
- 20
- Ausnehmung
- 21
- Wendel
- 22
- Sackbohrung
- 23
- Betätigungselement
- 24
- Zapfen
- 25
- Betätigungsnocken
- 26
- Anschlussvertiefung
- 27
- Gehäusedeckel
- 28
- Durchgangsloch
- 29
- Gehäusedeckelöffnung
- 30
- Durchgangsloch
- 31
- Elektromotor
- 32
- Encoder
- 33
- Gewindebohrung
- 34
- Befestigungsschraube
- 35
- Antriebswelle
- 36
- Absatz
- 37
- Durchgangsbohrung
- 38
- Durchgangsbohrung
- 39
- Anschlagelement
- 40
- Anschlagplatte
- 41
- Bolzen
- 42
- Durchgangsöffnung
- 43
- Durchgangsöffnung
- 44
- Halteklammer
- 45
- Befestigungsstift
- 46
- Bohrung
- 47
- Haltelasche
- 48
- Aufnahmebohrung
- 49
- Flansch
- 50
- gerändelter zylindrischer Abschnitt
- 51
- glatter zylindrischer Abschnitt
- 52
- zylindrischer Abschnitt kleineren Durchmessers
- 53
- umlaufender Vorsprung
- 54
- Schließzustandssensor
- 55
- Bewegungssensor
- 56
- Drehratensensor
Claims (14)
- Bremssystem (1) zum Abbremsen einer Schwenkbewegung zwischen zwei schwenkbar aneinander befestigten Elementen (3, 4), umfassend- eine mit dem ersten Element (4) verbundene Bremsstange (6),- eine an dem zweiten Element (3) angeordnete Bremseinrichtung (7) mit einem Gehäuse (10), durch das sich die Bremsstange (6) erstreckt, wobei die Bremseinrichtung (7) einen Antrieb und zumindest ein über den Antrieb relativ zur Bremsstange (6) bewegbares Bremsbackenelement (17) aufweist, das innerhalb des Gehäuses (10) angeordnet ist und mit der Bremsstange (6) unter Ausübung einer Bremskraft in Eingriff gebracht werden kann,- zumindest einen Sensor (8) und- eine elektronische Regeleinrichtung (9) zum Regeln der Höhe der von dem zumindest einen Bremsbackenelement (17) auf die Bremsstange (6) ausgeübten Bremskraft in Abhängigkeit von Signalen des zumindest einen Sensors (8),dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb ein Elektromotor (31) ist, der direkt oder indirekt ein Betätigungselement (23) drehend antreibt, das zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen dem Bremsbackenelement (17) und der Bremsstange (6) mit wenigstens einem direkt oder indirekt auf das zumindest eine Bremsbackenelement (17) einwirkenden Betätigungsnocken (25) versehen ist.
- Bremssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse des Betätigungselementes (23) fluchtend oder parallel zur Bewegungsrichtung des Bremsbackenelementes (17) angeordnet ist, und dass der wenigstens eine Betätigungsnocken (25) an einer in Richtung des Bremsbackenelementes (17) weisenden Stirnseite des Betätigungselementes (23) vorgesehen ist.
- Bremssystem (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Betätigungsnocken (25) als sich um die Drehachse des Betätigungselementes (23) erstreckende Wendel ausgebildet ist, die insbesondere einmal um die Drehachse umläuft.
- Bremssystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Betätigungselement (23) und dem zumindest einen Bremsbackenelement (17) eine drehfest und innerhalb des Gehäuses (10) auf- und abwärts bewegbar aufgenommene Übertragungsplatte (19) vorgesehen ist, die an ihrer zum Betätigungselement (23) weisenden Stirnseite mit zumindest einer korrespondierend zum wenigstens einen Betätigungsnocken (25) des Betätigungselementes (23) ausgebildeten und mit diesem ineinandergreifenden Wendel (21) versehen ist, wobei die Übertragungsplatte (19) an ihrer gegenüberliegenden Stirnseite bevorzugt eine Aufnahmevertiefung (18) für das zumindest eine Bremsbackenelement (17) aufweist.
- Bremssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Drehachse des Betätigungselementes (23) quer, insbesondere senkrecht zur Bewegungsrichtung des zumindest einen Bremsbackenelementes (17) erstreckt, und dass der wenigstens eine Betätigungsnocken (25) am Außenumfang des Betätigungselementes (23) vorgesehen ist und insbesondere eine wendelartige Form aufweist.
- Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Federelement vorgesehen ist, insbesondere in Form einer Tellerfeder, die das zumindest eine Bremsbackenelement (17) in einer Richtung weg von der Bremsstange (6) vorspannt.
- Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber dem zumindest einen Bremsbackenelement (17) ein weiteres, ortsfest an dem Gehäuse (10) aufgenommenes Bremsbackenelement (17) derart angeordnet ist, dass die Bremsbackenelemente (17) die Bremsstange (6) zwischen sich aufnehmen.
- Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor (8) derart ausgebildet ist, dass er die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung einer Schwenkbewegung zwischen den beiden schwenkbar aneinander befestigten Elementen erfasst.
- Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den beiden schwenkbar aneinander befestigten Elementen um einen Fahrzeugrahmen (4) und um eine Fahrzeugtür (3) eines Fahrzeugs (2) handelt.
- Bremssystem (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiterer Sensor vorgesehen ist, der derart ausgebildet ist, dass er Gegenstände und/oder Bewegungen außerhalb des Fahrzeugs (2) im Bereich der Fahrzeugtür (3) erfasst, wobei der zumindest eine weitere Sensor einen Teil eines bereits bestehenden Fahrzeugüberwachungssystems bilden kann.
- Bremssystem (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine weitere Sensor an der Außenseite der Fahrzeugtür (3) und/oder an der Stirnseite der Fahrzeugtür (3) angeordnet ist.
- Bremssystem (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (7) und die elektronische Regeleinrichtung (9) derart ausgebildet und eingerichtet sind, dass die Bremseinrichtung (7) im geschlossenen Zustand der Fahrzeugtür (3) keine Bremskraft auf die Bremsstange (6) ausübt.
- Bremssystem (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein den geschlossenen Zustand der Fahrzeugtür (3) anzeigender Schließzustandssensor vorgesehen ist, der seine Signale an die Regeleinrichtung (9) sendet.
- Bremssystem (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (9) derart eingerichtet ist, dass die von dem zumindest einen Bremsbackenelement (17) auf die Bremsstange (6) ausgeübte Bremskraft, sobald die Fahrzeugtür (3) ausgehend von ihrem geschlossenen Zustand geöffnet wird, auf eine vorbestimmte konstante Bremskraft erhöht wird.
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