DE19620344A1

DE19620344A1 - Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage

Info

Publication number: DE19620344A1
Application number: DE19620344A
Authority: DE
Inventors: Georg Halasy-Wimmer; Juergen Balz; Stefan Schmitt; Ulrich Neumann; Hans-Joerg Dr Feigel; Lothar Schiel; Andreas Klein
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1996-05-21
Publication date: 1997-08-14
Also published as: KR19990082329A; DE59710049D1

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch zuspannende, kombi nierte Betriebs- und Feststellbremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanla ge ist aus der deutschen Patentanmeldung DE 195 02 927.5 bekannt.

Bei dieser Bremse erfolgt die Zuspannung der Bremse in bei den Betriebsarten (Betriebsmodus und Feststellmodus) hydrau lisch, wobei bei Feststellbremsung die Bremse mit einem Druckstoß, der oberhalb des Betriebsdruckes liegt, verrie gelt wird. Auch für den Lösevorgang der Feststellbremse ist ein Druckstoß, der von einer Fremdenergiequelle aufgebracht wird, erforderlich. Diese Druckstöße oberhalb des Betriebs bremsdruckbereiches führen zu einer Beeinträchtigung der Lüftfunktion des Bremskolbendichtringes. Durch den hohen Druck wird die Bremszange so weit gedehnt, daß zwischen Dichtring und Bremskolben beim Zuspannen eine relative Bewe gung stattfindet. Bedingt durch diesen Schlupf kann der Dichtring den Bremskolben im entlasteten und entriegelten Zustand der Bremse nicht in die ursprüngliche Position zu rückschieben. Es entstehen dabei nachteilige Restmomente. Ein weiterer Nachteil der Verriegelung und des Lösens der Feststellbremse mittels Druckstößen deutlich oberhalb des Betriebsbremsdruckbereiches liegt in der zusätzlichen Schä digung der Bremse durch diese Druckstöße. Die zusätzliche Schädigung ist umso größer, je flacher die Neigung der Wöhler-Linie ist. Dies führt dazu, daß die Auslegungsdauer nicht mit der geforderten Sicherheit erreicht wird oder aber die Bremse deutlich verstärkt werden muß (Gewichtszunahme).

Es sind auch kombinierte Betriebs- und Feststellbremsen be kannt, bei denen für Betriebsbremsungen eine hydraulische Betätigungsvorrichtung und als Feststellbremse mechanisch betätigte Feststellvorrichtungen vorgesehen sind. Diese An ordnungen haben aber den Nachteil, daß neben der hydrauli schen Zuleitung für jede Bremse noch ein zusätzliches Brems seil vorgesehen werden muß. Hier ergibt sich ein erhöhter Material- und Fertigungsaufwand. Darüber hinaus kann das Bremsseil erst nach dem Einbau der Bremse am Fahrzeug mon tiert werden. Diese Montage liegt üblicherweise nicht im Bereich eines besonders sachkundigen Bremsenherstellers, sondern wird im allgemeinen vom Automobilhersteller durch geführt. Der Automobilhersteller hat hier neben dem Nachteil eines erhöhten Montageaufwandes zusätzlich das Risiko einer Fehlmontage zu tragen.

Weiterhin ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 42 05 590 A1 eine Bremsanlage bekannt, bei der eine Betriebsbrem sung hydraulisch erfolgt und eine Feststellbremsung durch eine elektromotorische Stelleinheit unterstützt wird. Eine solche elektromotorische Stelleinheit, die unmittelbar auf die Stellung des Bremspedales einwirkt, entlastet zwar den Fahrer hinsichtlich des bei einer Feststellbremsung auf zu bringenden Kraftaufwandes, ist jedoch mit einem zusätzlichen baulichen Aufwand verbunden. Daraus resultiert auch ein zu sätzlicher kostenspezifischer Aufwand.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage, ausgehend von einer Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dahingehend zu verbessern, daß die Feststellbremsfunktion einfach und kostengünstig realisiert wird, unter Einhaltung der gesetzlichen Forderungen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die hydraulisch zugespannte Radbremse durch eine Verriegelungs vorrichtung, die elektrisch betätigbar ist, entgegen der Zuspannrichtung der Bremse verriegelbar ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird die mechanische Verriegelungsvorrichtung, die elektrisch deaktivierbar ist, durch Druckaufbau in der kombinierten Betriebs- und Fest stellbremsanlage ausgelöst und damit die Radbremse in ihrer zugespannten Position arretiert. Für eine solche Aus führungsform der Betriebs- und Feststellbremsanlage läßt sich die elektrische Deaktivierung der mechanischen Verrie gelungsvorrichtung im Falle einer Betriebsbremsung über die Stellung des Bremslichtschalters steuern. Eine Deaktivierung der Verriegelung bei Betriebsbremsung wird vorteilhafter weise für einen Zeitraum t nach der Betätigung der Betriebs bremse noch aufrechterhalten um sicherzustellen, daß die Radbremsen vollständig gelöst sind.

In einer vorteilhaft einfachen Ausführungsform der Erfindung ist die Verriegelungsvorrichtung als einseitig wirksame me chanische Sperreinrichtung ausgebildet, die in Zuspannrich tung der Radbremse eine Bewegung zuläßt und in Gegenrichtung verhindert.

Eine solche Sperreinrichtung kann formschlüssig ausgeführt sein, in Form einer Schiene mit Sägezahnrastung und einer zugehörigen Sperrklinke oder reibschlüssig in Form von zwei zueinander parallel beweglichen Schienen mit keilförmigem Zwischenraum mit einem Sperrkörper in diesem keilförmigen Zwischenraum, der bei Bewegung der Schienen in Sperrichtung eine Klemmung erzeugt.

Um der gesetzlichen Forderung nach einem zweiten Be tätigungsweg für die Feststellbremse nachzukommen, erfolgt die hydraulische Betätigung der Feststellbremse entweder durch Muskelkraft des Fahrers über einen vom Betriebssystem losgelösten eigenständigen, hand- oder fußbetätigbaren Bremsdruckgeber (z. B. zweites Bremspedal, Hebel) oder durch einen Fremdenergiebetätigungsmechanismus. Dabei ist für bei de Betätigungsarten erforderlich, daß die Feststellbremse vom Fahrer auslösbar und dosierbar ist.

Die Betätigung der Feststellbremse mittels Fremdenergie kann gemäß den Unteransprüchen 9 bis 12 unterschiedlich erfolgen und greift zweckmäßigerweise auf bereits im Bremssystem vor handene elektrisch ansteuerbare Energiequellen zurück (z. B. Booster, Hydraulikpumpe, Plungerantrieb, Speicher mit elek trischen Ventilen). Vorteilhafterweise wirkt dabei die Fremdenergiequelle auf zwei voneinander getrennte hydrau lische Bremskreise, um bei Ausfall eines Bremskreises eine Notfeststellbremsung zu ermöglichen. Sollte sowohl der Be triebsbremsdruckgeber als auch die Fremdenergiequelle über einen Bremskreis auf die Radbremsen mit Verriegelungsvor richtung wirken, so können bei Ausfall dieses Bremskreises die ABS-/ASR-Ventile des anderen Bremskreises für eine Not feststellfunktion zur Einsperrung der Bremsflüssigkeitsmenge genutzt werden.

Die Dosierung der Feststellbremskraft im Falle einer Frem denergiebetätigung kann vorteilhaft über die Betätigungs dauer eines elektrischen Schalters erfolgen. Andererseits ist auch eine Dosierung über die direkte digitale oder ana loge Eingabe der gewünschten Bremsdruckintensität möglich.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besitzt die mechanische Verriegelungsvorrichtung einen Nothebel, über den mit Bordmitteln die Verriegelungsvorrichtung deaktivier bar ist. Ein solcher Nothebel steht zweckmäßigerweise mecha nisch direkt mit der einseitig wirksamen Sperreinrichtung der Radbremse in Verbindung und gestattet so eine Notentrie gelung der Bremse.

In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Verriege lung der zugespannten Kolbenposition mechanisch mittels ei ner selbsttätigen, stufenlosen Nachstellvorrichtung. Die Aktivierung dieser mechanischen Verriegelung erfolgt elek tromagnetisch durch eine elektrische Schaltung, die eigen ständig von einem elektrischen Schalter aus betätigbar ist. Damit wird die Nutzung der Feststellbremse im regulären Be triebsbremsdruckbereich gestattet, wobei Fremdenergiequel len, die etwa eine Pumpe oder einen Speicher erforderlich machen, entfallen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Nachstellvorrichtung eine Nachstellmut ter und eine Nachstellspindel mit Bewegungsgewinde aufweist, die insbesondere im Inneren des Bremskolbens angeordnet sind. Zweckmäßig wird die Reibkupplung von der Nachstell mutter und einem im Bremsgehäuse angeordneten Reibkonus ge bildet.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sehen vor, daß der Elektromagnet im Bremsgehäuse angeordnet ist, und daß der Anker des Elektromagneten fest mit der Nachstellmutter ver bunden ist.

Als zweckmäßig erweist es sich weiterhin, wenn die Wicklung des Elektromagneten in einem zylindrischen Fortsatz des Bremsgehäusedeckels angeordnet ist und der Reibkonus am zy lindrischen Fortsatz des Bremsgehäusedeckels ausgebildet ist.

Vorteilhafterweise weist die Nachstellmutter zur Positionie rung zwei Axiallager auf, deren eines über eine Feder am Bremsgehäuse abgestützt ist.

Um ein Lösen der Feststellbremse durch unbeabsichtigtes Be tätigen des Bremspedals zu vermeiden, sehen zweckmäßige Aus führungsformen ein elektrisches Relais vor, das bei Akti vierung des Elektromagneten so geschaltet wird, daß bei Be tätigung des Bremslichtschalters der Elektromagnet geschlos sen wird, oder aber daß bei Aktivierung des Elektromagneten so geschaltet wird, daß bei Betätigung des Bremslichtschal ters ein SO-Ventil bestromt wird, das die Feststellbremse von der hydraulischen Druckversorgung absperrt. Eine andere Ausführungsform sieht zu diesem Zweck vor, daß ein Wechsel schalter vorgesehen ist, der im eingeschalteten Zustand bei Betätigung des Bremslichtschalters den Elektromangenten/das SO-Ventil bestromt, wenn der Bremslichtschalter betätigt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung in sieben Figuren dargestellt und im folgenden beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Trommelbremse mit mecha nischer Verriegelungsvorrichtung,

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht einer mechanischen Ver riegelungsvorrichtung der Trommelbremse aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer Sperreinrichtung mit reibschlüssiger Verriegelung,

Fig. 4 eine kombinierte Betriebs- und Feststellbremse für Kraftfahrzeuge (Teilbelagscheibenbremse) im Schnitt,

Fig. 5 eine Darstellung einer kombinierten Betriebs- und
Feststellbremsanlage mit Fremdenergiebetätigung der
Feststellbremse über einen fremdangesteuerten Brems kraftverstärker,

Fig. 6 eine Teilansicht einer kombinierten Betriebs- und Feststellbremsanlage mit Fremdenergiebetätigung der Feststellbremse mittels ASR-Pumpe und

Fig. 7 eine Ansicht einer kombinierten Betriebs- und Fest stellbremsanlage mit fremdenergiebetätigter Fest stellbremse über einen elektrisch angesteuerten Plunger.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Simplex-Troinrnelbremse 1 verfügt über zwei in einer Bremstrommel 2 angeordnete Brems backen 3, 4, die bei einer Bremsung von einem mit hydrauli schem Druck beaufschlagten Radbremszylinder 5 gegen die Bremstrommel 2 andrückbar sind. Dabei sind die Bremsbacken 3, 4 an einem Ende jeweils um eine Anlagefläche zu einem Druckstück 6 schwenkbar und an einem zweiten Ende durch den Radbremszylinder 5 aufspreizbar. An diesem zweiten Ende sind die Bremsbacken 3, 4 jeweils schwenkbar an einen um einen festen Drehpunkt 7, 8 gelagerten Hebel 9, 10 angebunden, der seinerseits schwenkbar an eine mechanische Verriegelungsvor richtung 11 angelenkt ist. Die mechanische Verriegelungsvor richtung 11 ist nach Fig. 2 als einseitig wirksame mecha nische Sperreinrichtung 12 ausgeführt, die aus einer Schiene mit Sägezahnrastung 13 und einer zugehörigen Sperrklinke 14 besteht. Durch die Verbindung von Schiene 13 und Sperrklinke 14 mit den Hebeln 9, 10 wird über eine geeignete Übersetzung die Zustellbewegung der Bremsbacken 3, 4 auf die Sperrein richtung 12 übertragen. Die von einer ortsfest abgestützten Feder 15 vorgespannte Sperrklinke 14 greift in die Sägezahn rastung der Schiene 13 ein und läßt eine Relativbewegung von Schiene 13 und Sperrklinke 14 nur in Zuspannrichtung 16 der Bremsbacken 3, 4 zu. In Gegenrichtung ist die Sperreinrich tung 12 verriegelt. Dadurch wird das Lösen der hydraulisch zugespannten Trommelbremse 1 verhindert. Weiterhin ist die Sperrklinke 14 der Sperreinrichtung 12 über eine elektrische Einheit 17 mit Wicklung 18 elektrisch ansteuerbar. Bei stromdurchflossener Wicklung 18 wird die Sperrklinke 14 in Fig. 2 nach oben bewegt und außer Eingriff zur Sägezahnra stung der Schiene 13 gebracht, was zur Deaktivierung der Sperreinrichtung 12 führt. Die mechanische Sperreinrichtung 12 wird bei jeder Betriebsbremsung deaktiviert und bleibt dies für einen Zeitraum t nach der Betätigung des Bremspe dals, um sicherzustellen, daß die Radbremsen mit mechani schem Verriegelungsmechanismus vollständig gelöst haben. Dies läßt sich in einfacher Weise durch die Ansteuerung der elektrischen Einheit 17 über die Stellung des Bremslicht schalters realisieren. Bei Feststellbremsung bleibt die Sperreinrichtung 12 aktiviert und verriegelt die Radbremse 1 im hydraulisch zugespannten Zustand. Die Feststellbremse wird gelöst, wenn die mechanische Sperreinrichtung 12 de aktiviert wird und die hydraulische Betätigung der Bremse auf einen etwas höheren Wert als bei der Feststellbremsaus lösung erfolgt. Damit läßt sich die Verriegelung unter ge ringem Kraftaufwand an der Sperreinrichtung 12 aufheben.

Zusätzlich ist die Sperreinrichtung 12 mit einem Nothebel 19 ausgerüstet, der bei Störung der elektrischen Energieversor gung unter Einsatz von Bordmitteln Schiene 13 und Sperrklin ke 14 außer Eingriff bringt und damit die Verriegelung löst. Ein solcher Nothebel 19 zur Notentriegelung kann sowohl me chanisch als auch elektrisch betätigt werden, wobei eine elektrische Betätigung eine zweite elektrische Energiequelle erfordert.

Um der gesetzlichen Forderung nach einem zweiten Be tätigungsweg der Feststellbremse zu entsprechen, muß die hydraulische Zuspannung der Feststellbremse über einen wei teren, entweder vom Fahrer durch Muskelkraft hand- oder fuß betätigbaren Bremsdruckgeber (z. B. zweites Bremspedal, He bel) oder einen vom Fahrer auslösbaren und dosierbaren Frem denergiebetätigungsmechanismus erfolgen.

Die Information darüber, daß die Feststellbremse aktiviert werden soll, teilt der Fahrer über die Betätigung eines elektrischen Schalters oder das Ausschalten der Zündung ei ner elektronischen Schaltung mit, die die Stromzufuhr zur elektrischen Einheit 17 der Sperreinrichtung 12 steuert. Die Dosierung der Feststellbremse erfolgt bei Muskelkraftbetäti gung über die Änderung der Betätigungskraft am zweiten Bremsdruckgeber und bei Betätigung durch einen Schalter über die Betätigungsdauer (Integration über der Zeit) oder die direkte digitale der analoge Eingabe der gewünschten Brems druckintensität zur Feststellbremsung.

Analog zur Ausführung einer formschlüssigen, mechanischen Sperreinrichtung 12 mit einer einseitig wirksamen Rastung ist auch eine reibschlüssige mechanische Sperreinrichtung nach Fig. 3 denkbar. Diese verfügt über zwei sich gegenüber liegende Flächen 20, 21 mit einem keilförmigen Zwischenraum 22, in dem ein zylindrisches Sperrelement 23 angeordnet ist, daß eine Parallelverschiebung der beiden Flächen 20, 21 zu einander nur in Zuspannrichtung 16 der Bremse zuläßt. In Gegenrichtung wird das zylindrische Sperrelement 23 in den keilförmig zulaufenden Zwischenraum 22 bewegt und führt zu einer reibschlüssigen Klemmung der Sperreinrichtung 12.

Die in der Fig. 4 dargestellte kombinierte Betriebs- und Feststellbremse 30 weist einen Bremsträger 31 und ein Brems gehäuse 32 auf, welches den äußeren Rand einer Bremsscheibe 33 und zwei zu beiden Seiten der Bremsscheibe 33 angeordnete Bremsbeläge 34, 35 umgreift. Das Bremsgehäuse 32 bildet auf seiner Innenseite einen Bremszylinder 36, der einen Brems kolben 37 axial verschiebbar aufnimmt. In den zwischen Bremszylinder 36 und Bremskolben 37 gebildeten Raum kann Bremsflüssigkeit zugeführt werden, so daß sich ein Brems druck aufbaut, der den Bremskolben 37 axial zur Bremsscheibe 33 hin verschiebt. Dadurch wird der Bremsbelag 35 gegen die Bremsscheibe 33 gedrückt, wobei als Reaktion das Bremsgehäu se 32 sich in der entgegengesetzten Richtung verschiebt und dadurch auch den Bremsbelag 34 gegen die Bremsscheibe 33 drückt.

Zwischen dem Bremskolben 37 und dem Bremszylinder 36 ist ein Dichtring 38 vorgesehen, der nach erfolgter Bremsung den Bremskolben 37 wieder etwas zurückzieht (role-back-Dichtung) und dadurch den über die Belaghaltefeder 39 mit dem Brems kolben 37 verbundenen Bremsbelag 35 mitnimmt. Die Nachstell vorrichtung weist eine mit dem Boden 40 des Bremskolbens 37 fest verbundene Gewindespindel 41 auf, die sich axial von der Bremsscheibe 33 wegerstreckt und die eine Nachstellmut ter 42 trägt. Zu beiden Seiten der Nachstellmutter 42 sind Axiallager 43, 44 vorgesehen, die auf entsprechenden Absät zen der Nachstellmutter 42 angeordnet sind. Zur Bremsscheibe 33 hin wird die Nachstellmutter 42 durch ein mit dem Brems gehäuse 32 fest verbundenes Haltelement 45, welches die Nachstellmutter 42 und das Axiallager 44 außen umgreift, gehalten.

Eine Konuskupplung wird von einer außen an der Nachstell mutter 42 gebildeten konischen Reibfläche 46 und einer ge häusefesten Reibfläche 47 gebildet.

Das Bremsgehäuse 32 weist eine mit Gewinde versehene Öffnung 48 auf, die mittels eines eingeschraubten Gehäusedeckels 49 verschlossen ist. Im Gehäusedeckel 49 ist die Zuführöffnung 50 für die Bremsflüssigkeit vorgesehen. Ferner weist der Gehäusedeckel 49 einen zylindrischen Fortsatz 51 auf, der sich in das Innere des Bremszylinders 36 erstreckt. Dieser zylindrische Fortsatz 51 bildet an seinem vorderen Ende die gehäusefeste Reibfläche. An seiner Außenseite ist das Halt element 45 befestigt.

Im Inneren des zylindrischen Fortsatzes 51 ist auch der Elektromagnet 52 angeordnet. Die Wicklung 53 sitzt dabei zwischen der Bodenfläche des Gehäusesdeckels 49 und der An kerführung 54 und ist dabei gegen eine axiale Bewegung fi xiert. Der Anker 55 des Elektromagneten 52 ist fest mit ei nem zylindrischen Fortsatz 57 der Nachstellmutter 42 verbun den.

Nachfolgend ist die Funktionsweise der kombinierten Betriebs- und Feststellbremse beschrieben. Im Betätigungs modus als Betriebsbremse wird der Bremskolben 37 durch den hydraulischen Druck wie bei jeder Standardscheibenbremse gegen die Bremsbeläge 34, 35 gedrückt. Dabei führt die Nach stellmutter 42 bedingt durch Verschiebung der Nachstellspin del 41 eine Drehbewegung aus. Die Positionierung der Nach stellmutter 42 wird durch die beiden Axialkugellager 43,44 vorgenommen. Das kolbenseitige, beim Zuspannen belastete Lager 44 wird direkt am Gehäuse abgestützt und das hintere beim Bremslösen belastete Lager 43 wird über eine Druckfeder 56 am Gehäuse abgestützt.

Im Betätigungsmodus als Feststellbremse wird wie im Betäti gungsmodus als Betriebsbremse der Bremskolben 37 durch den hydraulischen Druck gegen die Bremsbeläge 34, 35 gedrückt und die Zuspannkraft erzeugt. Nach Erreichen der benötigten Zu spannkraft betätigt der Fahrer einen Schalter, wodurch der Elektromagnet 52 aktiviert wird. Der Elektromagnet 52 zieht die Nachstellmutter 42 gegen die Druckfeder 56 des hinteren Axiallagers 43 an die gehäusefeste Reibfläche der Konuskupp lung. Damit ist die Reibkupplung aktiviert. Eine Reduzierung des hydraulischen Druckes führt zunächst zu einem Ausglei chen des mechanischen Spieles zwischen Nachstellspindel und Nachstellmutter, wodurch ein geringer Vorspannverlust ent steht. Danach ist eine axiale Verschiebung des Bremskolbens 37 bei weiterer Reduktion des hydraulischen Druckes nicht mehr möglich. Eine axiale Verschiebung des Bremskolbens 37 führt über die Nachstellspindel 41 immer zu einer Drehbewe gung der Nachstellmutter 42. Diese Drehbewegung wird aber durch die geschlossene Konuskupplung verändert. Der Brems kolben 37 stützt sich über die Nachstellspindel 41 und die Nachstellmutter 42 am Bremsgehäuse ab, wodurch die Fest stellposition verriegelt wird.

Zum Lösen der Feststellbremse wird ein der Zuspannkraft ad äquater hydraulischer Druck aufgebracht. Die Konuskupplung wird dadurch entlastet und die vorgespannte Druckfeder 56 des hinteren Axiallagers 43 verschiebt die Nachstellmutter 42 nach vorne. Damit wird die Reibkupplung geöffnet. Da die Federkraft größer ist als die Reibungskräfte im Bewegungs gewinde, kann der Bremskolben 37 bei sich drehender Nach stellmutter 42 in die ursprüngliche, entlastete Ruheposition zurückkehren. Eine ordnungsgemäße Luftspielfunktion ist durch die Verwendung kleiner Drücke gegeben. Die Druckfeder 56 hält die Nachstellmutter 42 in dieser ausgerückten Posi tion und der Betätigungsmodus als Betriebsbremse ist einge schaltet bis zum nächsten Aktivieren des Elektromagneten.

Zum Schutz gegen Lösen der Feststellbremse durch unbeabsich tigtes Betätigen des Bremspedales gibt es verschiedene zweckmäßige Lösungen. Bei einer ersten Ausführungsform wird nach Aktivieren des Elektromagneten ein elektrisches Relais so geschaltet, daß bei Betätigen des Bremslichtschalters der Elektromagnet bestromt wird. Dadurch bleibt die Reibungs kupplung immer geschlossen. Durch Übertreten des adäquaten hydraulischen Druckes wird die Zuspannkraft der Feststell bremse erhöht. Die geschlossene Reibkupplung verhindert al lerdings ein Absinken der Zuspannkraft bei Reduzierung des hydraulischen Druckes.

Bei einer anderen Variante wird bei Aktivieren des Elektro magneten ein elektrisches Relais so geschaltet, daß bei Betäti-gung des Bremslichtschalters ein SO-Ventil bestromt wird. Dieses Ventil sperrt im geschlossenen Zustand die Feststellbremse von der hydraulischen Druckversorgung ab.

Bei einer weiteren Ausführungsform können die zuvor be schriebenen elektrischen Relais durch einen Wechselschalter ersetzt werden, der im eingeschalteten Zustand immer dann den Magneten/das SO-Ventil bestromt, wenn der Bremslicht schalter betätigt wird. Dadurch kann im Betriebsmodus als Feststellbremse bei Betätigung des Bremspedals die Zuspann kraft nur erhöht aber nicht verringert werden.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen in Prinzipdarstellung Aus führungsbeispiele einer kombinierten Betriebs- und Fest stellbremsanlage, wobei zum hydraulischen Druckaufbau der Feststellbremse eine elektrisch angesteuerte und dosierbare Fremdenergiequelle genutzt wird.

Die in Fig. 5 abgebildete kombinierte Betriebs- und Fest stellbremsanlage 60 weist zwei getrennte hydraulische Brems kreise 61, 62 auf, wobei eine Diagonalaufteilung ausgeführt ist. Jeder Bremskreis 61, 62 steht hydraulisch mit jeweils einer Vorderrad-Scheibenbremse 63, 64 und einer Hinterrad- Trommelbremse 65, 66 in Verbindung. Dabei ist die Hinterrad- Trommelbremse 65, 66 eine kombinierte Betriebs- und Fest stellbremse mit elektrisch betätigter, mechanischer Verrie gelungsvorrichtung (W) 11, beispielsweise der oben be schriebenen Art. Bei einer Betriebsbremsung erfolgt der hy draulische Druckaufbau, über eine vom Fahrer direkt bediente Betätigungseinheit 67, bestehend aus Fußpedal, Bremskraft verstärker, Hauptbremszylinder und Vorratsbehälter für das Druckmittel. Weiterhin wird bei jeder Betriebsbremsung durch die Elektronische-Kontroll-Einheit (ECU), die unter anderem die Stellung des Bremslichtschalters (BLS) überwacht, je weils ein elektrisches Signal an die mechanische Verriege lungsvorrichtung 11 geleitet, das die Verriegelungsvorrich tung 11 bei Betriebsbremsung deaktiviert.

Eine Feststellbremsung erfolgt durch Ausnutzung eines elek trisch fremdangesteuerten und dosierbaren Bremskraftverstär kers BKV (z. B. Bremsassistent, Smart-Booster, elektrischer Verstärker, elektrohydraulischer Verstärker), der zentral über die Betätigungseinheit 67 auf beide Bremskreise 61,62 einwirkt. Ausgelöst und dosiert wird die Feststellbremse vom Fahrer durch einen Feststellbremsschalter (FSB-Schalter), der ein Eingangssignal an die Elektronische-Kontroll-Einheit ECU übermittelt, wobei die ECU sowohl über dem fremd ange steuerten Bremskraftverstärker die hydraulische Zuspannung der Feststellbremse elektrisch dosiert, als auch über elek trische Signale, die Verriegelungsvorrichtung 11 der Hinterrad-Trommelbremse 65, 66 aktiviert. Dadurch wird die zugespannte Bremse mechanisch verriegelt. Analog dazu kann die Auslösung der Feststellbremse auch durch ein Signal ei ner elektrischen Schaltung erfolgen, die mit der Zündung in Verbindung steht, so daß bei ausgeschalteter Zündung die Hinterrad-Trommelbremse 65, 66 zugespannt und verriegelt wird. Weiterhin wird durch die Diagonalaufteilung der Brems kreise 61, 62, eine Notfeststellbremsung auch noch bei Aus fall eines der beiden Bremskreise 61, 62 ermöglicht.

Fig. 6 veranschaulicht den Ausschnitt einer kombinierten Betriebs- und Feststellbremsanlage mit ABS nach dem Rück förderprinzip. Die prinzipielle Funktionsweise von Betriebs- und Feststellbremsung bleibt weitestgehend gleich zu der in Fig. 5 gezeigten Bremsanlage, wobei als Fremdenergiebetäti gungsmechanismus eine elektrisch fremdansteuerbare Hydrau likpumpe 70 (z. B. ASR-Pumpe) verwendet wird. Die hydrauli sche Pumpe 70 wird bei Feststellbremsung analog zum fremd angesteuerten Bremskraftverstärker in Fig. 5 von der ECU angesteuert und saugt zum Fremddruckaufbau in der Trommel bremse 71 über ein hydraulisch betätigtes Umschaltventil HUV (ASR-Ventil) und den Hauptzylinder aus dem Vorratsbehälter Druckmittel an und fördert es zur kombinierten Trommelbremse 71 mit elektrisch betätigbarer Verriegelungsvorrichtung 11. Parallel dazu wird von der ECU die Verriegelungsvorrichtung 11 elektrisch aktiviert sowie ein SO-Ventil 72 bestromt und damit geschlossen, um ein Rückfließen des Druckmittels in den Vorratsbehälter zu unterbinden. In der Zweikreisbrems anlage aus Fig. 6 wird die Hydraulikpumpe 70 damit kreisin dividuell zum Fremddruckaufbau bei Feststellbremsung ge nutzt. Eine Verwendung der Hydraulikpumpe zum Fremddruck aufbau bei Feststellbremsung zentral in beiden Bremskreisen ist ebenso möglich.

In Fig. 7 ist eine kombinierte Betriebs- und Feststellbrems anlage 60 dargestellt, die über ABS verfügt und mit zwei getrennten Bremskreisen 80, 81 in Schwarz-Weiß-Aufteilung ausgestattet ist. Der erste Bremskreis 80 steht hydraulisch mit den Vorderrad-Scheibenbremsen 82, 83 in Verbindung und der zweite Bremskreis 81 mit den Hinterrad-Trommelbremsen 84, 85, die als kombinierte Betriebs- und Feststellbremsen mit einer elektrisch betätigbaren, mechanischen Verriege lungsvorrichtung 11 ausgestattet sind. Die Auslösung und die Funktion von Betriebsbremse und Feststellbremse erfolgt da bei weitestgehend analog zu den oben beschriebenen Brems anlagen. Als Fremdenergiequelle wird ein elektrisch ange steuerter Plunger 86 genutzt, der für die ABS-Regelung im Hinterachsbremskreis 81 der Bremsanlage, enthalten ist. Selbstverständlich kann anstelle des Plungers 86 auch ein nicht gezeigter Speicher (z. B. Federspeicher, Gasspeicher) verwendet werden, der über elektrische Ventile gesteuert wird. Plunger bzw. Speicher können dabei rad- oder kreisin dividuell zum Fremddruckaufbau herangezogen werden. Bei Feststellbremsung wird der Plunger 86 von der ECU dosiert, elektrisch angesteuert und bewirkt den hydraulischen Fremd druckaufbau in den kombinierten Hinterrad-Trommelbremsen 84, 85. Weiterhin schließt die ECU ein SO-Ventil 87, um einen Druckmittelrückfluß in den Vorratsbehälter zu verhindern, und aktiviert die Verriegelungsvorrichtungen 11 in den Hinterrad-Trommelbremsen 84, 85. Um bei Ausfall des Hinter achsbremskreises 81 noch eine Notfeststellung realisieren zu können, ist im Vorderradbremskreis 80 für jedes Rad ein SO- Ventil 88 ohne Rückschlagventil vorgesehen. Zur Notfeststel lung wird der Vorderradbremskreis 80 über die Betätigungs einheit 67 mit hydraulischem Druck beaufschlagt und die zu gespannten Vorderrad-Scheibenbremsen 82, 83 werden jeweils durch das bestromte, geschlossene SO-Ventil 88 vom Vorder radbremskreis 80 abgetrennt. Dadurch werden die Vorderrad bremsen hydraulisch festgestellt.

Ergänzend besitzt die Bremsanlage aus Fig. 7 noch einen Sen sor, der die Pedalauslenkung überwacht und der ECU mitteilt, wodurch die Elektronik erkennt, wenn die Bremspedalbetäti gung während der ABS-Regelung verändert wird.

Neben den hier erläuterten Ausführungsbeispielen sind natür lich noch weitere kombinierte Betriebs- und Feststellbrems anlagen möglich, die elektrisch fremdangesteuerte Fremden ergiequellen zur Feststellbremsung verwenden.

Bezugszeichenliste

1 Simplex-Trommelbremse
2 Bremstrommel
3, 4 Bremsbacken
5 Radbremszylinder
6 Druckstück
7, 8 Fester Drehpunkt
9, 10 Hebel
11 Verriegelungsvorrichtung (VV)
12 Sperreinrichtung
13 Schiene mit Sägezahnrastung
14 Sperrklinke
15 Feder
16 Zuspannrichtung
17 Elektrische Einheit
18 Wicklung
19 Nothebel
20, 21 Flächen
22 Keilförmiger Zwischenraum
23 Zylindrisches Sperrelement
30 Kombinierte Betriebs- und Feststellbremse
31 Bremsträger
32 Bremsgehäuse
33 Bremsscheibe
34 Bremsbelag
35 Bremsbelag
36 Bremszylinder
37 Bremskolben
38 Dichtring
39 Belaghaltefeder
40 Boden
41 Gewindespindel
42 Nachstellmutter
43 Axiallager
44 Axiallager
45 Halteelement
46 Reibfläche (Mutter)
47 Reibfläche (Gehäuse)
48 Öffnung
49 Gehäusedeckel
50 Zuführöffnung
51 Zylindrischer Fortsatz
52 Elektromagnet
53 Wicklung
54 Ankerführung
55 Anker
56 Druckfeder
57 Zylindrischer Fortsatz der Nachstellmutter
60 Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage
61, 62 Hydraulische Bremskreise
63, 64 Vorderrad-Scheibenbremse
65, 66 Hinterrad-Trommelbremse
67 Betätigungseinheit
70 Fremd ansteuerbare Hydraulikpumpe
71 Kombinierte Trommelbremse
72 SO-Ventil
80 Vorderachsbremskreis
81 Hinterachsbremskreis
82, 83 Vorderrad-Scheibenbremse
84, 85 Hinterrad-Trommelbremse
86 Plunger
87 SO-Ventil
88 SO-Ventil ohne Rückschlagventil

Claims

1. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage (60), insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einer hydraulisch zuspannbaren, kombinierten Betriebs- und Feststellbremse (1, 30), die im hydraulisch zugespannten Zustand mechanisch verriegelbar ist, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Verriegelungsvorrichtung (11) direkt die die Radbremse zuspannenden Bauteile mechanisch ent gegen der Zuspannrichtung (16) der Bremse zu verriegeln vermag und elektrisch betätigbar ist.

2. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verriegelungsvorrichtung (11) der kombinierten Betriebs- und Feststellbremse (1) durch Druckaufbau in der Brems anlage ausgelöst wird und elektrisch deaktivierbar ist.

3. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Deaktivierung der mechanischen Verriegelungsvorrichtung (11) über die Stellung des Bremslichtschalters steuerbar ist.

4. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach ei nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Verriegelungsvorrichtung (11) aus einer einseitig wirksamen, mechanischen Sperreinrichtung (12) besteht.

5. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrich tung (12) aus einer Schiene mit Sägezahnrastung (13) und einer zugehörigen Sperrklinke (14) besteht.

6. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrich tung (12) in einer Trommelbremse (1) zwischen den Brems backen (3, 4) angeordnet ist und daß Schiene (13) und Sperrklinke (14) über drehbar gelagerte Hebel (9, 10) an die Bremsbacken (3, 4) mechanisch angelenkt sind.

7. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach ei nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die hydraulische Betätigung der Feststellbremse durch Muskelkraft über einen vom Betriebs-Bremssystem los gelösten eigenständigen Bremsdruckgeber erfolgt.

8. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach ei nem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage als Zweikreisbremsanlage ausgeführt ist und die Feststell bremse durch einen Fremdenergiebetätigungsmechanismus vom Fahrer auslösbar und dosierbar ist.

9. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fremdenergie betätigung der Feststellbremse über einen fremd ansteu erbaren Bremskraftverstärker zentral, auf beide Brems kreise erfolgt.

10. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fremdenergie betätigung der Feststellbremse zentral oder kreisindivi duell über eine elektrisch ansteuerbare Hydraulikpumpe erfolgt.

11. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fremdenergie betätigung der Feststellbremse radindividuell oder krei sindividuell über einen elektrisch ansteuerbaren Plunger erfolgt.

12. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fremdenergie betätigung der Feststellbremse über mindestens einen Gas- oder Federspeicher erfolgt, der mit elektrischen Ventilen angesteuert wird.

13. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach ei nem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellbremskraft über die Betätigungsdauer eines elektrischen Schalters dosierbar ist.

14. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach ei nem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellbremskraft über die digitale oder analoge Eingabe der gewünschten Bremsdruckintensität dosierbar ist.

15. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach ei nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die mechanische Verriegelungsvorrichtung (11) durch einen Nothebel (19) mit Bordmitteln deaktivierbar ist.

16. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierte Betriebs- und Feststellbremse (30) eine Nachstellvor richtung mit einer mechanischen Sperrvorrichtung, ins besondere eine Reibkupplung, besitzt und daß ein Elek tromagnet (52) vorgesehen ist, mit dem die Sperrvorrich tung (46, 47) der Nachstellvorrichtung betätigbar ist.

17. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An spruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellvor richtung eine Nachstellspindel (41) und eine Nachstell mutter (42) mit Bewegungsgewinde aufweist, die insbeson dere im Inneren des Bremskolbens (37) angeordnet sind.

18. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An spruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibkupplung von der Nachstellmutter (42) und einem im Bremsgehäuse fest angeordneten Reibkonus (47) gebildet ist.

19. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach ei nem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (52) im Bremsgehäuse angeordnet ist.

20. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An spruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (55) des Elektromagneten (52) fest mit der Nachstellmutter (42) verbunden ist.

21. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach ei nem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (53) des Elektromagneten (52) in einem zy lindrischen Fortsatz (51) des Bremsgehäusedeckels (49) angeordnet ist.

22. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An spruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibkonus (47) an einem zylindrischen Fortsatz (51) des Bremsge häusedeckels (49) ausgebildet ist.

23. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach ei nem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellmutter (42) die Positionierung zweier Axi allager (43, 44) aufweist, deren eines über eine Druckfe der (56) am Bremsgehäuse (32) abgestützt ist.

24. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach ei nem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Relais vorgesehen ist, daß bei Akti vierung des Elektromagneten so geschaltet wird, daß bei Betätigung des Bremslichtschalters der Elektromagnet (52) geschlossen wird.

25. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach ei nem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Relais vorgesehen ist, daß bei Akti vierung des Elektromagneten (52) so geschaltet wird, daß bei Betätigung des Bremslichtschalters ein SO-Ventil bestromt wird, daß die Feststellbremse von der hydrau lischen Druckvorrichtung absperrt.

26. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach ei nem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wechselschalter vorgesehen ist, der im eingeschalte ten Zustand bei Betätigung des Bremslichtschalters den Elektromagneten (52) bzw. das SO-Ventil bestromt, wenn der Bremslichtschalter eingeschaltet ist.