DE102012021414A1

DE102012021414A1 - Elektromechanische Bremse

Info

Publication number: DE102012021414A1
Application number: DE102012021414A
Authority: DE
Inventors: Jin Seok Kim
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2013-05-02
Anticipated expiration: 2032-10-23
Also published as: US20130153342A1; US8851242B2; CN103085672A; DE102012021414B4

Abstract

Es wird eine elektromechanische Bremse offenbart, die kompakt ist und ein verbessertes Ansprechverhalten sowie einen höheren Wirkungsgrad zeigt. Die elektromechanische Bremse enthält ein Paar von mit einem Reibklotz versehenen Klotzplatten, um Druck auf eine Scheibe auszuüben, einen Träger zum Stützen der Klotzplatten, ein auf dem Träger hin- und herbewegbar gestütztes Sattelgehäuse, um Druck auf die Klotzplatten auszuüben, und eine Druckplatte zum Ausüben von Druck auf die Klotzplatten, wobei die Druckplatte ein Druckteil zum Ausüben von Druck auf eine der Klotzplatten, einen Antriebsmotor zum Betätigen des Druckteils, ein zwischen dem Antriebsmotor und dem Druckteil angeordnetes Getriebe (50) zum Übertragen der Drehkraft des Antriebsmotors zu dem Druckteil enthält, wobei das Getriebe eine mit einem Motor verbundene Eingangswelle (51), ein mit der Eingangswelle so gekoppeltes Außenzahnrad (53), dass sich dieses exzentrisch dreht, und ein stationäres Innenzahnrad (55) sowie ein drehbares Innenzahnrad (57), die mit dem Außenzahnrad so kämmen, dass das Außenzahnrad umläuft, während es sich dreht, enthält, wobei das drehbare Innenzahnrad in seiner Mitte eine Ausgangswelle enthält und die Ausgangswelle mit dem Druckteil verbunden ist. Die elektromechanische Bremse ist aufgrund dieser Konfiguration kompakt und erhöht das Ansprechverhalten und den Wirkungsgrad durch Verwendung einer Kugelumlaufspindel als ein Druckteil, da das Druckteil nicht umkehrbar ist. Insbesondere eliminiert die Unumkehrbarkeit die Notwendigkeit des Zuführens von Strom zu dem Motor während des Bremsens, wodurch die Lebensdauer des Motors beträchtlich verlängert wird.

Description

HINTERGRUND
1. Gebiet
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine elektromechanische Bremse. Genauer gesagt, beziehen sich Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auf eine elektromechanische Bremse unter Verwendung eines Getriebes und eines Motors.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Im Allgemeinen ist ein Bremssystem eine Bremsvorrichtung, die ein fahrendes Fahrzeug verzögert oder anhält, und gleichzeitig einen geparkten Zustand aufrechterhält.
Die Bremse ist üblicherweise eine Reibungsbremse. Die Reibungsbremse führt eine Bremsfunktion durch, wenn gegen eine Scheibe, die sich zusammen mit einem Rad dreht, durch einen Öldruck von auf beiden Seiten der Scheibe vorgesehenen Klötzen gedrückt wird. Eine hydraulische Bremse schiebt während des Bremsens den Klotz mit großer Kraft gegen die Scheibe unter Verwendung eines Öldrucks. Aus diesem Grund hat die hydraulische Bremse eine komplizierte Konfiguration enthaltend einen Booster zum Verstärken einer Pedalbetätigungskraft, einen Hauptzylinder zum Bilden eines Öldrucks, eine Öldruckleitung, einen Radzylinder und verschiedene Mittel, um diese Elemente zu steuern und zu unterstützen. Aufgrund einer derart komplizierten Konfiguration besteht eine Beschränkung der Verstärkung, der Zuverlässigkeit, der Stabilität und dergleichen in bestimmtem Ausmaß.
In dieser Hinsicht wird in jüngerer Zeit eine elektromechanische Bremse (EMB) mit einfacher Konfiguration und Zuverlässigkeit des Bremsverhaltens, die bei der hydraulischen Bremse fehlen, verwendet. Kurz gesagt, eine EMB ist eine Vorrichtung, um eine Bremskraft durch einen Motor zu erhalten, die eine Bremsfunktion unter Verwendung einer Druckvorrichtung, die einen Motor, ein Getriebe als einen Untersetzer und einen Klotz zu der Scheibe drückt, durchführt.
Jedoch hat eine herkömmliche EMB einen relativ niedrigen Wirkungsgrad und ein langsames Ansprechen im Vergleich zu einer hydraulischen Bremse. Während eine Bremse in Betrieb ist, ist die Zuführung von elektrischem Strom zu dem Motor erforderlich. Aus diesem Grund ist eine Struktur, die eine schlechte Motorbeständigkeit hat und eine Drehung der Druckvorrichtung vermeidet, erforderlich. Auch ist, um die Untersetzung zwischen dem Motor und der Druckvorrichtung zu vergrößern, ein großes Getriebe nachteilig erforderlich.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist daher ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine elektromechanische Bremse vorzusehen, die kompakt ist und ein verbessertes Ansprechverhalten und einen höheren Wirkungsgrad zeigt.
Zusätzliche Aspekte der Erfindung sind teilweise in der folgenden Beschreibung wiedergegeben und ergeben sich teilweise als offensichtlich aus der Beschreibung, oder können durch Anwendung der Erfindung erfahren werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektromechanische Bremse vorgesehen, welche enthält: ein Paar von Klotzplatten, die mit einem Reibklotz versehen sind, um Druck auf eine Scheibe auszuüben; einen Träger zum Stützen der Klotzplatten; ein Sattelgehäuse, das auf dem Träger hin- und herbewegbar getragen wird, um Druck auf die Klotzplatten auszuüben; und eine Druckvorrichtung zum Ausüben von Druck auf die Klotzplatten, wobei die Druckvorrichtung enthält: ein Druckteil zum Ausüben von Druck auf eine der Klotzplatten; einen Antriebsmotor zum Betätigen des Druckteils; ein zwischen dem Antriebsmotor und dem Druckteil angeordnetes Getriebe, um die Drehkraft des Antriebsmotors zu dem Druckteil zu übertragen, wobei das Getriebe enthält: eine mit einem Motor verbundene Eingangswelle; ein Außenzahnrad, das so mit einer Eingangswelle gekoppelt ist, dass das Außenzahnrad sich exzentrisch dreht; und ein stationäres Innenzahnrad und ein sich drehendes Innenzahnrad, das mit dem Außenzahnrad so verzahnt ist, dass das Außenzahnrad umläuft, während es sich dreht, wobei das sich drehende Innenzahnrad eine Ausgangswelle in seiner Mitte enthält und die Ausgangswelle mit dem Druckteil verbunden ist.
Das sich drehende Innenzahnrad kann denselben Durchmesser wie den des stationären Innenzahnrads haben und kann eine kleinere Anzahl von Zähnen als die des stationären Innenzahnrads haben.
Das Getriebe kann weiterhin ein Gehäuse für das stationäre Innenzahnrad haben, das mit dem stationären Innenzahnrad gekoppelt ist, und das sich drehende Innenzahnrad kann drehbar zwischen dem stationären Innenzahnrad und dem Gehäuse für das stationäre Innenzahnrad befestigt sein.
Das Druckteil kann weiterhin enthalten: eine Kugelmutter, die hin- und herbewegbar auf dem Sattelgehäuse befestigt ist; und ein Drehteil, das spiralförmig mit der Kugelmutter gekoppelt und mit der Ausgangswelle des sich drehenden Innenzahnrads verbunden ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und/oder andere Aspekte der Erfindung werden ersichtlich und leichter verständlich anhand der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird, von denen:
1 eine Schnittansicht ist, die eine elektromechanische Bremse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert;
2 eine auseinandergezogene Teilansicht ist, die ein Zykloidenzahnrad in einer elektromechanischen Bremse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert;
3 eine Draufsicht von 2 ist; und
4 eine Teilschnittansicht von 2 ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Schnittansicht, die eine elektromechanische Bremse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert. Wie in 1 gezeigt ist, enthält die elektromechanische Bremse 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Scheibe 10, die sich zusammen mit Rädern eines Fahrzeugs dreht, ein Paar von Klotzplatten 11 und 12, die auf beiden Seiten der Scheibe 10 angeordnet sind, um Druck auf beide Seiten der Scheibe 10 auszuüben und hierdurch das Bremsen durchzuführen, wobei ein erster und ein zweiter Reibklotz 13 und 14 an den Klotzplatten haften, ein Sattelgehäuse 20, um Druck auf das Paar von Klotzplatten 11 und 12 auszuüben, und eine Druckvorrichtung 40, die an dem Sattelgehäuse 20 vorgesehen ist, um einen Bremsvorgang durchzuführen.
Das Paar von Klotzplatten 11 und 12 wird derart auf einem an einem Fahrzeugkörper befestigten Träger gestützt, dass die Klotzplatten 11 und 12 hin- und herbewegt werden, um den ersten und den zweiten Reibklotz 13 und 14 zu beiden Seiten der Scheibe 10 hin- und herzubewegen.
Das Sattelgehäuse 20 enthält einen Hohlkörper 21, ein Verlängerungsteil 22, das sich von dem Körper 21 zu der außenseitigen Klotzplatte 12 des Paares von Klotzplatten hin erstreckt, und einen Finger 23, der mit dem Verlängerungsteil 22 verbunden ist, um die hintere Oberfläche der außenseitigen Klotzplatte 12 zu stützen. Die Druckvorrichtung 40 ist an dem Körper 21 des Sattelgehäuses 20 befestigt, um Druck auf die innere Klotzplatte 11 des Paares von Klotzplatten 11 und 12 auszuüben.
Die Druckvorrichtung 40 enthält eine Kugelmutter 41 als ein Druckteil, das in dem Körper 21 des Sattelgehäuses 20 hin- und herbewegbar befestigt ist, um gegen die innere Klotzplatte 11 zu drücken oder diese von Druck zu entlasten, ein mit der Kugelmutter 41 gekoppeltes Drehteil 42, ein mit dem Drehteil 42 verbundenes Getriebe 50 und einen mit dem Getriebe 50 verbundenen Antriebsmotor 60.
Die Kugelmutter 41 ist innerhalb des Körpers 21 so befestigt, dass sie sich in einem beschränkten Drehzustand hin- und herbewegen kann. Die Struktur zum Beschränken der Drehung der Kugelmutter 41 kann in einer solchen Weise realisiert sein, dass die äußere Oberfläche des Druckteils und die mit dieser gekoppelte innere Oberfläche des Körpers 21 polygonale Formen haben, oder in einer Weise, in der ein Keil und ein keilförmiges Führungsteil (nicht gezeigt) an der äußeren Oberfläche des Druckteils und der inneren Oberfläche des Körpers 21 befestigt sind. Die Kugelmutter 41 überträgt eine Drehkraft auf die Scheibe 10, während sie in Kontakt mit der inneren Klotzplatte 11 ist.
Das Drehteil 42 ist drehbar in dem Körper 21 derart befestigt, dass das Drehteil 42 parallel zu einer Bewegungsrichtung der Kugelmutter 41 angeordnet ist. Wenn eine Kugelumlaufspindel als das Drehteil 42 verwendet wird, sind das Drehteil 42 und die Kugelmutter 41 mit Nuten 43 und 44 versehen, in denen sich mehrere Kugeln bewegen. Das Drehteil 42 kann eine Rollenumlaufspindel anstelle der Kugelumlaufspindel sein.
Wie in 2 gezeigt ist, enthält das Getriebe 50 eine mit dem Antriebsmotor 60 verbundene Eingangswelle 51, ein Außenzahnrad 53, das exzentrisch mit der Eingangswelle 51 gekoppelt ist, ein stationäres Innenzahnrad 55, das zykloid mit dem Außenzahnrad 53 kämmt, und ein sich drehendes Innenzahnrad 57. Das sich drehende Innenzahnrad 57 enthält in seiner Mitte eine Ausgangswelle 58, und die Ausgangswelle 58 ist mit dem Drehteil 42 verbunden.
Die Eingangswelle 51 enthält einen exzentrischen Nocken 52 und ist mit dem Außenzahnrad 53 gekoppelt. Demgemäß dreht sich das Außenzahnrad 53, das aufgrund der Antriebskraft des Antriebsmotors 60 umläuft, exzentrisch auf der Grundlage des exzentrischen Nockens 52.
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, kämmen das stationäre Innenzahnrad 55 und das drehbare Innenzahnrad 57 mit dem Außenzahnrad 53 in der Form eines Zykloiden-Zahnrads. In diesem Fall hat das stationäre Innenzahnrad 55 denselben Radius wie das drehbare Innenzahnrad 57, aber die Anzahl der Zähne des drehbaren Innenzahnrads 57 ist um eins kleiner als die des stationären Innenzahnrads 55, und das drehbare Innenzahnrad 57 ist drehbar in dem stationären Innenzahnrad 55 und einem Gehäuse 59 für das stationäre Innenzahnrad befestigt. Demgemäß gibt das Außenzahnrad 53, das sowohl mit dem stationären Innenzahnrad 55 als auch dem drehbaren Innenzahnrad 57 kämmt, ein gewünschtes konstantes Geschwindigkeitsherabsetzungsverhältnis aus, während es entlang der Innenzahnräder 55 und 57 umläuft und sich dreht, und das drehbare Innenzahnrad 57 überträgt das Ausgangsgeschwindigkeits-Herabsetzungsverhältnis und das Drehmoment über die Ausgangswelle 58 zu dem Drehteil 42.
Die vorbeschriebene, das Getriebe enthaltende elektromechanische Bremse ist kompakt im Vergleich mit einem Untersetzer nach dem Stand der Technik, der ein Sonnenrad und mehrere Satellitenräder verwendet, und kann ein Druckteil vom Kugelumlaufspindel-Typ verwenden, das keine Selbstblockiervorrichtung benötigt, anstelle von Spindeln nach dem Stand der Technik mit einer Selbstblockiereigenschaft, da es nicht reversierbar ist, wodurch Geräusche verringert und der Wirkungsgrad sowie das Ansprechverhalten verbessert werden. Auch ist die Notwendigkeit des Zuführens von Strom zu dem Motor während des Bremsvorgangs eliminiert aufgrund der Unumkehrbarkeit, Motor während des Bremsvorgangs eliminiert aufgrund der Unumkehrbarkeit, und die Lebensdauer des Motors wird hierdurch stark verlängert.
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, ist die elektromechanische Bremse gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kompakt, da sie die Geschwindigkeit herabsetzt durch Verwendung eines Innenzahnrads, das sich exzentrisch dreht, und eines festen Außenzahnrads sowie eines drehbaren Außenzahnrads, die mit dem Innenzahnrad kämmen, das Innenzahnrad umläuft und sich dreht, und das Ansprechverhalten und den Wirkungsgrad erhöht durch Verwendung einer Kugelumlaufspindel als ein Druckteil, da das Druckteil nicht umkehrbar ist. Insbesondere eliminiert die Unumkehrbarkeit die Notwendigkeit des Zuführens von Strom zu dem Motor während des Bremsens, wodurch die Lebensdauer des Motors beträchtlich verlängert wird.
Obgleich einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist für den Fachmann offensichtlich, dass Änderungen bei diesen Ausführungsbeispielen vorgenommen werden können, ohne die Prinzipien und den Geist der Erfindung zu verlassen, deren Bereich in den Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert ist.

Claims

Elektromechanische Bremse, welche aufweist: ein Paar von Klotzplatten, die mit einem Reibklotz versehen sind, um Druck auf eine Scheibe auszuüben; einen Träger zum Stützen der Klotzplatten; ein Sattelgehäuse, das von dem Träger hin- und herbewegbar gestützt ist, um Druck auf die Klotzplatten auszuüben; und eine Druckvorrichtung zum Ausüben von Druck auf die Klotzplatten, wobei die Druckvorrichtung aufweist: ein Druckteil zum Ausüben von Druck auf eine der Klotzplatten; einen Antriebsmotor zum Betätigen des Druckteils; ein zwischen dem Antriebsmotor und dem Druckteil angeordnetes Getriebe zum Übertragen der Drehkraft des Antriebsmotors zu dem Druckteil, wobei das Getriebe aufweist: eine mit einem Motor verbundene Eingangswelle; ein mit der Eingangswelle so gekoppeltes Außenzahnrad, dass das Außenzahnrad sich exzentrisch dreht; und ein stationäres Innenzahnrad und ein drehbares Innenzahnrad, die mit dem Außenzahnrad so kämmen, dass das Außenzahnrad umläuft, während es sich dreht, wobei das drehbare Innenzahnrad in seiner Mitte eine Ausgangswelle aufweist und die Ausgangswelle mit dem Druckteil verbunden ist.
Elektromechanische Bremse nach Anspruch 1, bei der das drehbare Innenzahnrad denselben Durchmesser wie den des stationären Innenzahnrads hat und eine Anzahl von Zähnen hat, die kleiner als die des stationären Innenzahnrads ist.
Elektromechanische Bremse nach Anspruch 2, bei der das Getriebe weiterhin ein Gehäuse für das stationäre Innenzahnrad aufweist, das mit dem stationären Innenzahnrad gekoppelt ist, und das drehbare Innenzahnrad drehbar zwischen dem stationären Innenzahnrad und dem Gehäuse für das stationäre Innenzahnrad befestigt ist.
Elektromechanische Bremse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Druckteil weiterhin aufweist: eine Kugelmutter, die hin- und herbewegbar an dem Sattelgehäuse befestigt ist; und ein Drehteil, das spiralförmig mit der Kugelmutter gekoppelt und mit der Ausgangswelle des drehbaren Innenzahnrads verbunden ist.