Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für eine Kraftfahrzeug-Fest¬ stellbremse der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Eine Feststellbremse dieser Art ist aus der DE-OS 20 35 3 prinzipienhaft be¬ kannt. Diese bekannte Feststellbremse soll bei allen Betriebszuständen des Fahr- zeuges, wie z. B. beim Anlassen, Anfahren, Gangschalten, Kuppeln, kurz Anhalten und Dauerparken automatisch angezogen und gelöst werden können. Konkrete Konstruktions- und Steuermerkmale sind in dieser Schrift jedoch nicht offenbart. Es ist lediglich sinngemäß schematisch dargestellt, daß im Zuge der elektrischen Speiseleitung des Elektromotors mehrere elektrische Schalter angeordnet werden sollen, die der Zündschaltung, der Kupplung sowie der Gangschaltung des Kraft¬ fahrzeugs zugeordnet sind und deren Schaltzustände vom jeweiligen Funktionszu¬ stand Zündung ein / Zündung aus, Kupplung eingerückt / Kupplung ausgerückt so¬ wie Gang eingelegt / Leerlauf abhängig sind, wobei durch einen offensichtlich ma¬ nuell betätigbaren weiteren elektrischen Schalter die vorerwähnten elektrischen Schalter außer Funktion gesetzt und der Elektromotor unmittelbar gesteuert wer¬ den kann.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, welche be¬ züglich ihres konstruktiven Aufbaus, ihrer Funktionsweise und ihrer Betriebszuver- lässigkeit den wirklichen Bedürfnissen der Praxis gerecht wird und darüber hinaus vielfältige weitere Möglichkeiten zur Steuerung und Funktionsüberwachung der Feststellbremse eröffnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte und erfindungswesentliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfin¬ dung nachstehend näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen in prinzipienhafter und schematischer Darstellung

Fig. 1 eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung bei gelöster Feststellbremse,

Fi§« 2 die gleiche Ansicht bei angezogener oder bereits teilangezogener

Feststellbremse und

Fig. 3 die Schnittdarstellung eines in dieser Betätigungseinrichtung einge¬ setzten Schneckengetriebes.

Die Zeichnung zeigt lediglich die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Einzelheiten der Betätigungseinrichtung. Bei der erfindungsgemäßen Betätigungs¬ einrichtung handelt es sich um eine normalerweise rein elektrisch betriebene An¬ ordnung mit einem Elektromotor 1, dessen Rotationsbewegung mit Hilfe eines ihm nachgeschalteten Getriebes 3 und eines an diesem angreifenden Kraftübertragungs¬ gliedes 2 in eine die Spannorgane der nicht weiter dargestellten bekannten Fest- stellbremse betätigende Transiationsbewegung umgeformt wird.

Als Elektromotor wird üblicherweise ein bekannter Gleichstrommotor eingesetzt, der aus einer an Bord befindlichen Batterie gespeist wird und mittels eines nicht weiter dargestellten elektrischen Schalters und/oder einer elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung zwecks Anziehens und Lösens der Feststellbremse ein- und ausgeschaltet sowie in seiner Laufrichtung umgeschaltet werden kann.

Das Getriebe ist als selbsthemmend bemessenes Schneckengetriebe 3 ausgebildet, dessen Schnecke 31 vom Elektromotor 1 bzw. dessen Abtriebswelle angetrieben wird. An dem von der Schnecke 31 angetriebenen Schneckenrad 32 greift das letzt-

lieh zu den Spannorganen der Feststellbremse führende Kraftübertragungsglied 2 an. Im Ausführungsbeispiel ist das Schneckenrad 32 derart angeordnet, daß sich seine Achse 3 und die Längsachse der Schnecke 31 in der Projektion unter einem Winkel von 90° schneiden; bei beengten Raumverhältnissen ist es jedoch grundsätz- lieh auch möglich, erforderlichenfalls einen anderen Kreuzungswinkel vorzusehen.

Das mechanische Kraftübertragungsglied 2 greift an dem maximal nur weniger als 360° verdrehbaren Schneckenrad 32 derart an, daß es - wenn der Elektromotor 1 zwecks Anziehens der Feststellbremse eingeschaltet wird - während eines ersten Verdrehwinkelbereichs des Schneckenrades 32 jeweils auf den Drehwinkel bezogen zunächst vergleichsweise viel Stellweg mit geringer Zugkraft und anschließend vergleichsweise wenig Stellweg mit höherer Zugkraft zurücklegt.

Im Ausführungsbeispiel wird das zumindest in seinem am Schneckenrad 32 angrei¬ fenden Endbereich als seil- oder kettenförmiges Glied 21 ausgebildete Kraftüber¬ tragungsglied beim Anziehen der Feststellbremse, wenn also das Schneckenrad 32 durch den Elektromotor 1 bzw. die Schnecke 31 aus seiner z. B. in Fig. 1 darge¬ stellten Winkellage heraus in Pfeilrichtung verdreht wird, am Schneckenrad 32 auf¬ gewickelt und beim Lösen der Feststellbremse, wenn also das Schneckenrad durch den Elektromotor wieder in die entgegengerichtete Richtung zurückgedreht wird, wieder abgewickelt. Der Aufwickelmechanismus ist dabei derart ausgebildet, daß während des vorerwähnten ersten Verdrehwinkelbereichs ein vergleichsweise gro¬ ßer und anschließend ein vergleichsweise kleiner Aufwickeldurchmesser wirksam ist.

Im in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel greift das seil- oder ketten¬ förmige Glied 21 an einem exzentrisch am Schneckenrad 32 befestigten Kurbel¬ zapfen o. ä. 4 an, welcher auf dem Schneckenrad 32 winkelmäßig derart ausgerich- tet ist, daß das seil- oder kettenförmige Glied 21 bzw. dessen fiktive Verlänge¬ rung während des vorerwähnten ersten Verdrehwinkelbereichs des Schneckenrades in einem sich mit der Verdrehung des Schneckenrades verändernden Abstand a zur Achse 33 des Schneckenrades 32 verläuft. Wie Fig. 3 erkennen läßt, weist die Achse 33 des Schneckenrades einen sich axial zumindest bis in die Rotationsebene des Kurbelzapfens 4 erstreckenden Achsbereich 34 auf. An diesem Achsbereich 34 kommt das seil- oder kettenförmige Glied 21 zur Anlage, sowie der Kurbelzapfen 4 den vorerwähnten ersten Verdrehwinkelbereich durchlaufen ist Wie Fig. 2 erkennen läßt, wird das Glied 21 nach seiner Anlage am Achsbereich 34 bei weiterer Verdrehung des Schneckenrades 32 auf diesen Achsbe-

reich quasi aufgewickelt. In dieser Betriebsphase ist also der vergleichsweise klei _¬ ne Durchmesser des Achsbereiches 34 als Aufwickeldurchmesser wirksam, so daß einerseits das Kraftübertragungsglied 2 während dieser Zeit nur eine - auf den Verdrehwinkel des Schneckenrades bezogen - kleine translatorische Stellbewegung durchführt und andererseits vom Kraftübertragungsglied gleichzeitig - gleichblei¬ bendes Motormoment bzw. gleichbleibendes Drehmoment des Schneckenrades vor¬ ausgesetzt - auf die Spannorgane der Feststellbreme eine vergleichsweise hohe Zugkraft ausübt. Beim vorangegangenen Durcheilen des zuvor erwähnten ersten Verdrehwinkelbe- reichs war dagegen ein dem sich ändernden Abstand a entsprechender größerer fiktiver Aufwickeldurchmesser wirksam, mit der Folge, daß das Kraftübertragungs¬ glied 2 während dieser Zeit - wiederum bezogen auf den Verdrehwinkel des Schnek- kenrades 32 - eine vergleichsweise große translatorische Stellbewegung ausführte, wobei über das Kraftübertragungsglied 2 nur eine entsprechend kleinere Zugkraft zur Wirkung gebracht werden konnte.

Durch diese Übersetzungsänderung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß einer¬ seits in der Feststellbremse selbst (Lüftspiel) sowie im Übertragungsweg dorthin (z. B. Seillose) vorhandenes Spiel bereits nach einer vergleichsweise geringen Ver¬ drehung des Schneckenrades 32, d. h. also relativ schnell beseitigt wird, wozu nur geringe Zugkräfte benötigt werden, und andererseits anschließend zur eigentlichen Betätigung der Feststellbremse ausreichend hohe Zugkräfte aufgebracht werden.

Sobald die Feststellbremse angezogen ist, wird der Elektromotor 1 entweder durch manuelle Betätigung eines ensprechenden elektrischen Schalters oder aber selbst¬ tätig durch eine nicht weiter dargestellte elektronische Steuer- und Regeleinrich- tung ausgeschaltet; die Feststellkraft der Feststellbremse bleibt dabei wegen der selbsthemmenden Bemessung des Schneckengetriebes 3 voll erhalten.

Zum elektrischen Lösen der Feststellbremse wird der Elektromotor 1 - mit entge¬ gengesetzter Laufrichtung - wieder eingeschaltet, wodurch das Schneckenrad 32 letztlich wieder in seine in Fig. 1 dargestellte Stellung zurückkehrt. Das Kraft- Übertragungsglied 2 wird seinerseits durch die üblichen Rückzugfedern der Bremse ebenfalls in seine Ursprungsposition zurückgezogen.

Zum Ein- und Ausschalten sowie zur gleichzeitigen Bestimmung der für das Anzie¬ hen bzw. das Lösen der Feststellbremse benötigten Laufrichtung des Elektromotors

1 wird vorzugsweise ein manuell betätigbarer elektrischer Wechseltaster vorge _¬ sehen.

Außerdem kann jedoch auch noch eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung vorgesehen werden, um die einwandfreie Funktion zu überwachen und/oder die Feststellbremse in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Kraftfahrzeuges und/ oder des Elektromotors 1 zu steuern.

In vorteilhafter Weise kann der Elektromotor 1 z. B. durch die elektronische Steu¬ er- und Regeleinrichtung selbsttätig ausgeschaltet werden, wenn sein Motorstrom einen vorbestimmten Wert übersteigt, oder aber wenn er sich eine bestimmte Zeit lang nicht mehr dreht. Hierzu müssen natürlich geeignete bekannte Sensoren zur Erfassung einerseits des Motorstroms und andererseits der Motorwellendrehzahl vorgesehen werden, deren Ausgangswerte der elektronischen Steuer- und Regel¬ einrichtung zugeführt werden. Durch Änderung dieses Motorstrom-Grenzwertes ist es dabei in einfacher Weise möglich, sich an die jeweils herrschenden besonderen Betriebsverhältnisse anzupassen. So ist es z. B. mit Hilfe eines im Fahrzeug einge¬ bauten Neigungssensors o. ä. möglich, diesen Motorstrom-Grenzwert in Abhängigkeit von der Steigung bzw. vom Gefälle der Fahrbahn zu verändern, nämlich derart, daß der Grenzwert mit der Größe des Gefälles bzw. der Steigung der Fahrbahn entspre¬ chend erhöht wird. Entsprechend dem erhöhten Motorstrom-Grenzwert wird der Elektromotor dann erst bei einem höheren Motorstrom ausgeschaltet, also erst dann, wenn an der Feststellbremse eine entsprechend höhere Zuspannkraft zur Wirkung gebracht ist. Auch die Fahrzeugbelastung oder das Führen eines Kfz.-An- hängers kann durch Änderung des Motorstrom-Grenzwertes in einfacher Weise be¬ rücksichtigt werden.

Bei der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung kann mit Hilfe der elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung auch in sehr einfacher Weise kontinuierlich die Funk¬ tionstüchtigkeit der Anlage überwacht werden. Wenn der elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung beispielsweise durch die Strom- und Drehzahlsensoren signalisiert wird, daß einerseits ein hoher Strom fließt und andererseits zu wenige Motorumdre- hungen durchgeführt werden, dann wird die elektronische Steuer- und Regeleinrich¬ tung mit Hilfe der in ihr enthaltenen Logikbausteine, z. B. Mikroprozessoren o. ä\, aus diesen Daten in einfacher Weise schlußfolgern, daß die Feststellbremse offen¬ sichtlich blockiert ist, z. B. durch Festrosten oder durch Festfrieren. In entsprechender Weise wird die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung in

einfacher Weise dann, wenn einerseits der Motorstrom nicht mehr ansteigt und an _¬ dererseits zu viele Drehzahlimpulse eingehen diagnostizieren, daß das Kraftüber _¬ tragungsglied entweder gerissen ist oder aber, z. B. durch Seillängung, zu lang ge _¬ worden ist. Die erfindungsgemäße elektrisch betriebene Betätigungseinrichtung der Feststellbremse kann auch in vorteilhafter Weise mit einer üblichen Diebstahl- Warnanlage gekoppelt werden, z. B. in der Weise, daß die Feststellbremse nach Auslösen eines Alarms automatisch angezogen wird.

Mit Hilfe der elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung ist es auch möglich, eine Funktion "automatisches Betätigen der Feststellbremse bei einem Halt am Berg" oder eine Funktion "automatisches Betätigen der Feststellbremse bei Fahrzeugstill¬ stand" zu realisieren, wozu es im Prinzip lediglich erforderlich ist, mit Hilfe ent¬ sprechender Sensoreinrichtungen den Stillstand des Fahrzeuges und - im ersten Fal¬ le - die Fahrbahnneigung zu erfassen und diese Sensorsignale der elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung zur Auswertung zuzuführen. Vor allem für Kraftfahr- zeuge mit Automatikgetriebe ist ein solches selbsttätiges Anziehen der Feststell¬ bremse bei eingelegter Fahrstufe, z. B. beim Ampelstop, deutlich komfortsteigernd. Wenn diese Funktion der automatischen Betätigung der Feststellbremse nicht gene¬ rell, sondern nur auf Wunsch des Fahrzeuglenkers wirksam sein soll, dann ist es in einfacher Weise möglich, diese Funktion über einen im zur Betätigung des Elektro- motors 1 vorgesehenen elektrischen Wechseltaster integrierten Taster "Auto" zu aktivieren. Durch eine Leuchtdiode o. ä, kann dem Fahrzeuglenker diese Funktion dann angezeigt werden.

Mit Hilfe der elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung ist es natürlich auch in einfacher Weise möglich, die elektrisch angezogene Feststellbremse wieder selbst- tätig zu lösen, bei Kraftfahrzeugen mit Automatikgetriebe z. B. dann, wenn bei laufendem Fahrmotor eine Fahrstufe des Automatikgetriebes eingelegt ist und das Fahrpedal betätigt wird. Bei Kraftfahrzeugen mit manuell betätigbarem Schaltge¬ triebe kann das selbsttätige Lösen der elektrisch angezogenen Feststellbremse z. B. dann erfolgen, wenn bei laufendem Fahrmotor und eingelegtem Gang des Schaltge- triebes das Gaspedal betätigt und die Trennkupplung durch entsprechende Betäti¬ gung des Kupplungspedals um ein gewisses Maß eingerückt ist.

Bekanntlich führt ein Überbremsen der Hinterachse eines Kraftfahrzeugs grund¬ sätzlich zu einem instabilen Fahrzustand. Mit Hilfe der elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung ist es nun in einfacher Weise möglich, bei Überschreiten einer be-

stimmten Fahrgeschwindigkeitsschwelle, die z. B. bei etwa 20 km/h liegen mag, eine elektrische Betätigung der Feststellbremse nur noch in der Weise möglich werden zu lassen, daß der Fahrzeugführer den elektrischen Wechseltaster zur Betätigung des Elektromotors 1 ganz bewußt betätigt und festhält; das bedeutet, daß der Elek- tromotor 1 selbsttätig sofort in Richtung Lösen der Feststellbremse umgepolt wird, sobald der Wechseltaster wieder losgelassen wird.

Um sicherzustellen, daß die Feststellbremse des Kraftfahrzeugs auch dann angezo¬ gen bzw. wieder gelöst werden kann, wenn die elektrische Energieversorgung des Elektromotors 1 ausfällt oder dieser aus irgendwelchen anderen Gründen nicht ein- oder umgeschaltet werden kann, ist ein mit der Motorwelle oder mit der Schnecke 31 des Schneckengetriebes drehmomentenfest koppelbarer manuell betätigbarer Kur¬ belmechanismus vorgesehen. Hierzu kann z. B. das Ende der Schnecke 31 frei zu¬ gänglich gemacht und - z. B. durch Ausbildung eines Mehrkants oder Anordnung ei¬ nes oder mehrerer planer Flächen so ausgebildet werden, daß sie mit einem direkt oder z. B. über eine flexible Welle (Tachometerwelle o. ä_) angesetzten Kurbelan¬ trieb in die eine oder in die andere Richtung verdreht werden kann, um so durch eine entsprechende Verdrehung des Schneckenrades 32 die Feststellbremse manuell anzuziehen bzw. manuell zu lösen.

Da zum Betrieb der ordnungsgemäß arbeitenden erfindungsgemäßen Betätigungsein- richtung lediglich ein elektrischer Wechseltaster erforderlich ist, kann der Elek¬ tromotor samt Schneckengetriebe in vorteilhafter Weise an beliebiger Stelle des Fahrzeugs eingebaut werden, insbesondere also auch in der Nähe der zu betreiben¬ den Feststellbremse.

Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der vorerwähnte erste Verdrehwinkelbereich über 90°. Wenn die gegebenen Verhältnisse eine größere translatorische Auslenkung des Kraftübertragungsgliedes 2 erfordern, um Lüftspiele etc. und im Ubertragungsweg vorhandene Lose auszugleichen, dann ist es auch mög¬ lich, den Kurbelzapfen wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet und mit 4' beziffert derart anzuordnen, daß dieser erste Verdrehwinkelbereich etwa 180° beträgt.

Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel ist es natürlich auch möglich, das am Schneckenrad 32 befestigte seil- oder kettenförmige Glied 21 über eine Kurvenscheibe aufzuwickeln, z. B. über eine Kurvenscheibe mit sich stetig verklei¬ nerndem Kurvenradius oder aber über segmentförmige Kurvenscheiben konstanter

Krümmung. Die Verwendung solcher Kurvenscheiben eröffnet zusätzliche Gestal¬ tungsmöglichkeiten bezüglich Bemessung und Abstimmung der Verstellwege und Zugkräfte des zur schnellen Ausschaltung von Spiel und Lose dienenden ersten Verdrehwinkelbereichs und des daran anschließenden, der eigentlichen Betätigung der Feststellbremse dienenden Verdrehwinkelbereichs.

Es wäre z. B. denkbar, eine segmentförmige Kurvenscheibe einzusetzen, die den Bereich zwischen Kurbelzapfen 4 und Kurbelzapfen 4 ¹ in Fig. 1 überdecken würde, wie strichpunktiert angedeutet und mit 4" beziffert ist. Im Vergleich zu einer An¬ ordnung mit einem ersten Verdrehwinkelbereich von etwa 180° und in Ruheposition 4* positioniertem Kurbelzapfen ergäbe sich dann - bei gleichgroßem ersten Verdreh- winkelbereich - ein um etwa -^ x a größerer Verstellweg, weil das Glied 21 wäh¬ rend der ersten 90° über den Kreisbogen 4 ¹ mit dem Kreisradius a _n gezogen wird.

Es ist leicht erkennbar, daß mit einer solchen seg entförmigen Kurvenscheibe durch entsprechende Wahl ihrer Winkelgröße und Winkellage sehr unterschiedliche Stellweg/Zugkraft-Relationen im ersten und im nachfolgenden Verdrehwinkelbe¬ reich realisiert werden können.