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Die Erfindung betrifft eine Aktorbaugruppe für eine Fahrzeugbremse, insbesondere für eine elektromechanische Fahrzeugbremse, mit einer Antriebsbaugruppe und einem linear geführten Betätigungsschlitten für einen Bremsbelag, der mittels der Antriebsbaugruppe wahlweise zwischen einer eingefahrenen Stellung und einer ausgefahrenen Stellung verfahrbar ist.
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Die vorhandenen Komponenten der Antriebsbaugruppe sowie der Betätigungsschlitten müssen relativ zueinander ausreichend genau ausgerichtet sein, um eine zuverlässige Funktion der Fahrzeugbremse zu gewährleisten.
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Des Weiteren müssen die im Betrieb der Fahrzeugbremse auftretenden Axial- und Querkräfte sowie Drehmomente zuverlässig abgestützt werden.
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Zudem stellen die beengten Bauraumverhältnisse im Fahrzeug eine Herausforderung dar.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aktorbaugruppe anzugeben, die bei kompakter Bauweise auf einfache Weise eine möglichst genaue Ausrichtung der vorhandenen Komponenten zueinander ermöglicht und die ausreichend stabil ist, um den auftretenden Kräften standzuhalten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Aktorbaugruppe für eine insbesondere elektromechanische Fahrzeugbremse, mit einem Bremssattel, in dem ein Zwischenraum zur Aufnahme eines Bremsrotors vorhanden ist, einem Antriebsgehäuse, in dem eine Antriebsbaugruppe der Aktorbaugruppe aufgenommen ist, wobei das Antriebsgehäuse mit dem Bremssattel fest verbunden ist, einem linear geführten Betätigungsschlitten für einen Bremsbelag, der mittels der Antriebsbaugruppe wahlweise zwischen einer eingefahrenen Stellung und einer ausgefahrenen Stellung verfahrbar ist, und einem Rahmenteil mit einem Aufnahmeraum, in dem eine Getriebeeinheit der Antriebsbaugruppe zumindest teilweise untergebracht ist, wobei an dem Rahmenteil ein Elektromotor befestigt ist, welcher antriebsmäßig über die Getriebeeinheit und einen Spindeltrieb mit dem Betätigungsschlitten gekoppelt ist. Das Rahmenteil ist an dem Antriebsgehäuse befestigt.
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Beispielsweise ist das Rahmenteil an dem Antriebsgehäuse verschraubt.
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Indem das Rahmenteil an dem Antriebsgehäuse befestigt ist, welches wiederum mit dem Bremssattel fest verbunden ist, lassen sich im Betrieb auftretende Kräfte vom Rahmenteil über das Antriebsgehäuse auf den Bremssattel übertragen. Dies sorgt für eine besonders hohe Stabilität der Aktorbaugruppe.
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Das Rahmenteil eignet sich des Weiteren zur Befestigung und Ausrichtung verschiedener Komponenten wie dem Elektromotor und trägt somit zu einer einfachen Montage bei. Insbesondere kann unter anderem der Elektromotor an dem Rahmenteil vormontiert werden, bevor das Rahmenteil an dem Antriebsgehäuse befestigt wird.
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Gemäß einem Aspekt ist an dem Rahmenteil ein Lagerzapfen befestigt, auf dem ein Zahnrad gelagert ist, welches mit einem Abtriebszahnrad kämmt, das auf einer Abtriebswelle des Elektromotors angeordnet ist. Das Zahnrad lässt sich somit in einer definierten Position am Rahmenteil montieren, an dem auch der Elektromotor befestigt ist, sodass das Zahnrad und die Abtriebswelle des Elektromotors über das Rahmenteil relativ zueinander in einer definierten Position ausgerichtet sind. Dies trägt ebenfalls zu einer Vereinfachung der Montage bei.
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Entlang eines Innenumfangs des Aufnahmeraums verläuft vorzugsweise ein Hohlrad einer Planetengetriebestufe. Das heißt, der Aufnahmeraum dient als Positionierungshilfe zur Ausrichtung des Hohlrads. Separate Positionierungsmittel sind folglich nicht erforderlich. Zudem stützt sich das Hohlrad im Betrieb der Aktorbaugruppe am Rahmenteil ab.
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Das Zahnrad, welches mit dem Abtriebszahnrad kämmt, ist beispielsweise mit einem Sonnenrad der Planetengetriebestufe gekoppelt, insbesondere über ein weiteres Zahnrad, das mit einem Sonnenrad der Planetengetriebestufe gekoppelt ist. Dadurch ist ein Rädergetriebe gebildet, welches den Elektromotor mit der Planetengetriebestufe koppelt. Der Elektromotor lässt sich dadurch parallel zu einer Mittelachse der Planetengetriebestufe und zum Betätigungsschlitten anordnen, was zu einer kompakten Bauweise der Aktuatorbaugruppe beiträgt. Insbesondere kann durch eine derartige Anordnung eine Länge der Aktorbaugruppe reduziert sein.
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Der Betätigungsschlitten ist beispielsweise in einer Lagerhülse linear geführt, wobei an dem Rahmenteil eine Führung zum Ausrichten der Lagerhülse gebildet ist. Die Lagerhülse lässt sich somit relativ zum Rahmenteil und folglich auch relativ zum Bremssattel auf einfache Weise genau positionieren. Auch eine Bewegungsbahn des Betätigungsschlittens ist dadurch genau definiert.
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Die Führung ist beispielsweise durch einen ringförmigen Abschnitt gebildet, in den ein Fortsatz der Lagerhülse eingesteckt ist. Eine Außenwandung der Lagerhülse stützt sich somit an einer Innenwandung der Lagerhülse ab.
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Gemäß einem Aspekt ist der Bremssattel zweiteilig und in einem ersten Sattelteil ist der Zwischenraum zur Aufnahme des Bremsrotors gebildet und in dem zweiten Sattelteil ist die Lagerhülse aufgenommen. Durch die zweiteilige Fertigung des Bremssattels kann eine Entformung der einzelnen Sattelteile vereinfacht sein. Darüber hinaus ist eine Montage der Führungshülse im Bremssattel vereinfacht.
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Die Führungshülse ist beispielsweise in den zweiten Sattelteil eingepresst.
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Der zweite Sattelteil bildet insbesondere eine Brücke zwischen dem Antriebsgehäuse und dem ersten Sattelteil.
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Die Führung kann konzentrisch zum Aufnahmeraum angeordnet sein und das Rahmenteil kann sich vom Aufnahmeraum zur Führung hin trichterförmig verjüngen. Durch die Verjüngung kann ein Durchmesser der Lagerhülse unabhängig von einem Durchmesser des im Aufnahmeraum angeordneten Hohlrads gewählt werden. Durch die konzentrische Anordnung von Aufnahmeraum und Führung fällt eine Mittelachse der Planetengetriebestufe mit einer Mittelachse des Betätigungsschlittens zusammen.
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Beispielsweise ist ein Verstärkungsteil vorgesehen, das den Aufnahmeraum endseitig überspannt, wobei das Verstärkungsteil am Rahmenteil und/oder am Antriebsgehäuse befestigt ist. Das Verstärkungsteil sorgt für eine zusätzliche Stabilisierung und Versteifung des Antriebsgehäuses, insbesondere in dem Bereich, in dem die Planetengetriebestufe gelagert ist.
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Das Antriebsgehäuse kann hülsenförmig und durch einen Gehäusedeckel verschlossen sein, wobei in dem Gehäusedeckel eine Steuerungsbaugruppe aufgenommen ist. Dies trägt ebenfalls zu einer kompakten Bauweise der Aktorbaugruppe bei.
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Gemäß einem Aspekt lässt sich das Antriebsgehäuse in unterschiedlichen Stellungen am Bremssattel verschrauben, wobei sich die Stellungen in der Winkelposition des Antriebsgehäuses relativ zum Bremssattel unterscheiden. Auf diese Weise wird der Vorteil erreicht, dass eine Anpassung der Aktorbaugruppe an verschiedene Bauraumsituationen möglich ist.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine erfindungsgemäße Aktorbaugruppe,
- - 2 die erfindungsgemäße Aktorbaugruppe aus 1 in einer Schnittdarstellung, und
- - 3 die erfindungsgemäße Aktorbaugruppe aus 1 in einer weiteren Schnittdarstellung.
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1 zeigt eine Aktorbaugruppe 10 als Teil einer elektromechanischen Fahrzeugbremse.
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Die Aktorbaugruppe 10 umfasst eine als separate Untereinheit montierbare Antriebsbaugruppe 12.
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Des Weiteren umfasst die Aktorbaugruppe 10 eine als separate Untereinheit montierbare Steuerungsbaugruppe 14 (siehe 2).
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Die Antriebsbaugruppe 12 ist in einem Antriebsgehäuse 16 angeordnet.
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Das Antriebsgehäuse 16 ist im Wesentlichen hülsenförmig und einseitig durch einen Gehäusedeckel 18 verschlossen (siehe 2).
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In der dargestellten Ausführungsform ist der Gehäusedeckel 18 schalenförmig.
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Im Gehäusedeckel 18 ist die Steuerungsbaugruppe 14 untergebracht. Beispielsweise wird die Steuerungsbaugruppe 14 in dem Gehäusedeckel 18 vormontiert, bevor der Gehäusedeckel 18 auf das Antriebsgehäuse 16 aufgesetzt wird.
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Das Antriebsgehäuse 16 kann ein Gussteil sein, das aus Metall oder Kunststoff hergestellt ist.
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Der Gehäusedeckel 18 ist vorzugsweise aus Kunststoff.
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Des Weiteren umfasst die Aktorbaugruppe 10 einen Bremssattel 15, in dem ein Zwischenraum 17 für einen Bremsrotor 19, d. h. eine Bremsscheibe, gebildet ist.
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Das Antriebsgehäuse 16 ist mit seinem, dem Bremsrotor 19 nahen Ende auf dem Bremssattel 15 teilweise aufgeschoben und mit dem Bremssattel 15 fest verbunden, insbesondere an diesem verschraubt.
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Im Ausführungsbeispiel lässt sich das Antriebsgehäuse 16 in unterschiedlichen Stellungen am Bremssattel 15 verschrauben, konkret in zwei unterschiedlichen Stellungen. Dies ist in 1 anhand der zusätzlichen Bohrung 20 zu erkennen. Die Stellungen unterscheiden sich in der Winkelposition des Antriebsgehäuses 16 relativ zum Bremssattel 15.
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Die Antriebsbaugruppe 12 umfasst eine Trägerbaugruppe 22, welche ein Rahmenteil 24 aufweist.
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Das Rahmenteil 24 ist beispielsweise plattenförmig.
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Beispielsweise ist das Rahmenteil 24 ein Gussteil.
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Am plattenförmigen Rahmenteil 24 ist eine erste Befestigungsschnittstelle 26 vorgesehen, an der im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Elektromotor 28 befestigt ist. Der Elektromotor 28 lässt sich insbesondere am Rahmenteil 24 vormontieren.
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Genauer gesagt ist der Elektromotor 28 über die erste Befestigungsschnittstelle 26 verliersicher mit dem Rahmenteil 24 verbunden. Hierfür sind am Rahmenteil 24 Bohrungen 30 vorgesehen, über die der Elektromotor 28 mittels einer Schraube am Rahmenteil 24 befestigt ist. Beispielsweise sind drei Bohrungen 30 vorgesehen. Das Rahmenteil 24 nimmt die Kräfte des Elektromotors 28 auf und haltert diesen.
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Darüber hinaus ist eine Zentriereinrichtung 32 in Form einer zylindrischen Aussparung am Rahmenteil 24 angeordnet. Der Elektromotor 28 kann also hinsichtlich einer Mittelachse 34 der ersten Befestigungsschnittstelle 26 zentriert am Rahmenteil 24 befestigt werden.
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Zudem ist eine Drehsicherungseinrichtung 36 in Form einer Aussparung im Rahmenteil 24 vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, den Elektromotor 28 an einer Drehung gegenüber dem Rahmenteil 24 zu hindern, insbesondere mittels eines zusätzlichen Sicherungsstifts 37.
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Zum Einbringen von Drehmoment in die Antriebsbaugruppe 12 ist auf einer Abtriebswelle 38 des Elektromotors 28 ein Abtriebszahnrad 40 angeordnet.
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Am Rahmenteil 24 ist darüber hinaus ein Lagerzapfen 42 befestigt, auf dem in der dargestellten Ausführungsform ein Zahnrad 44 gelagert ist, das mit dem Abtriebszahnrad 40 kämmt.
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Außerdem ist am Rahmenteil 24 ein Aufnahmeraum 46 für eine Planetengetriebestufe 48 vorgesehen.
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Der Aufnahmeraum 46 ist zylinderförmig.
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Eine Mittelachse 50 des Aufnahmeraums 46 ist im Wesentlichen parallel zur Mittelachse 34 der ersten Befestigungsschnittstelle 26 angeordnet.
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Ferner ist am Rahmenteil 24 ein Verstärkungsteil 52 derart befestigt, dass es den Aufnahmeraum 46 bezüglich der Mittelachse 50 axial endseitig überspannt.
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Das Verstärkungsteil 52 ist am Rahmenteil 24 und/oder am Antriebsgehäuse 16 befestigt, insbesondere verschraubt.
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Alternativ oder zusätzlich können zumindest einige Schrauben zur Befestigung des Verstärkungsteils 52 durch das Rahmenteil 24 hindurch ragen und im Antriebsgehäuse 16 verschraubt sein.
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In der dargestellten Ausführungsform ist das Verstärkungsteil 52 im Wesentlichen kreuzförmig.
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Am Verstärkungsteil 52 ist zudem eine Lagerstelle 54 für ein koaxial zur Planetengetriebestufe 48 angeordnetes Zahnrad 56 vorgesehen.
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Das Zahnrad 56 kämmt mit dem Zahnrad 44.
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Folglich ist durch das Zahnrad 44 und das Zahnrad 56 ein Rädergetriebe 58 gebildet, als dessen Eingangsglied das Abtriebszahnrad 40 wirkt.
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Ferner ist das Zahnrad 56 mit einem Sonnenrad 60 der Planetengetriebestufe 48 gekoppelt (siehe 2 und 3). Auf diese Weise sind das Rädergetriebe 58 und die Planetengetriebestufe 48 antriebsmäßig gekoppelt. Konkret ist das Zahnrad 44 über das Zahnrad 56 mit dem Sonnenrad 60 der Planetengetriebestufe 48 gekoppelt.
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Das Zahnrad 56 kann optional auch einstückig mit dem Sonnenrad 60 der Planetengetriebestufe 48 gebildet sein.
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Die Planetengetriebestufe 48 umfasst außerdem ein Hohlrad 62, das entlang eines Innenumfangs des Aufnahmeraums 46 verläuft.
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Antriebsmäßig zwischen dem Sonnenrad 60 und dem Hohlrad 62 sind in der dargestellten Ausführungsform insgesamt drei Planetenräder 64 vorgesehen. Diese sind drehbar auf einem Planetenträger 66 (siehe 2 und 3) gelagert.
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Dabei stellt der Planetenträger 66 ein Abtriebselement der Planetengetriebestufe 48 dar.
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Das Rädergetriebe 58 und die Planetengetriebestufe 48 werden zusammen auch als Getriebeeinheit 67 bezeichnet.
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Die Getriebeeinheit 67 ist teilweise im Aufnahmeraum 46 untergebracht. Genauer gesagt ist die Planetengetriebestufe 48 teilweise im Aufnahmeraum 46 untergebracht.
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Das Rahmenteil 24 dient somit zur Vormontage und Ausrichtung verschiedener Komponenten.
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Die am Rahmenteil 24 befestigten Komponenten können insbesondere am Antriebsgehäuse 16 gelagert werden, indem das Rahmenteil 24 in einer definierten Position am Antriebsgehäuse 16 befestigt ist, wie in 1 gezeigt.
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Das Rahmenteil 24 weist darüber hinaus eine Führung 68 zum Ausrichten einer Lagerhülse 70 auf.
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Eine Mittelachse der Führung 68 fällt dabei mit der Mittelachse 50 des Aufnahmeraums 46 zusammen und wird aus diesem Grund mit demselben Bezugszeichen versehen.
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Das Rahmenteil 24 verjüngt sich trichterförmig vom Aufnahmeraum 46 zur Führung 68 hin.
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Die Führung 68 ist konzentrisch zum Aufnahmeraum 46 angeordnet.
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Die Lagerhülse 70 ist im Bremssattel 15 aufgenommen.
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Im Ausführungsbeispiel ist der Bremssattel 15 zweiteilig und hat einen ersten Sattelteil 74, in dem der Zwischenraum 17 zur Aufnahme des Bremsrotors 19 gebildet ist, und einen zweiten Sattelteil 76, in dem die Lagerhülse 70 aufgenommen ist.
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Die beiden Sattelteile 74, 76 sind miteinander verschraubt.
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Beispielsweise ist die Lagerhülse 70 in dem zweiten Sattelteil 76 verpresst oder mit diesem verschweißt.
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In der Lagerhülse 70 ist ein Spindeltrieb 72 aufgenommen.
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Dieser umfasst eine Spindel 84, die vorliegend als Kugelumlaufspindel gestaltet ist (siehe 2 und 3).
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Die Spindel 84 ist dabei über einen Verzahnungsabschnitt 86 mit dem Planetenträger 66 drehfest verbunden.
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Somit kann der Spindeltrieb 72 mittels des Elektromotors 28 angetrieben werden. Im Detail ist der Elektromotor 28 über das Rädergetriebe 58 und die Planetengetriebestufe 48 antriebsmäßig mit dem Spindeltrieb 72 gekoppelt.
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Auf der Spindel 84 ist ein Betätigungsschlitten 88 gelagert, der insbesondere als kolbenförmig gestaltete Spindelmutter ausgebildet ist.
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Eine Drehung der Spindel 84 bewirkt dabei eine axiale Verlagerung des Betätigungsschlittens 88 entlang der Mittelachse 50.
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Dabei ist der Betätigungsschlitten 88 entlang der Mittelachse 50 in der Lagerhülse 70 geführt, genauer gesagt an einer Lauffläche 90, die an einer Innenseite der Lagerhülse 70 gebildet ist. Die Lauffläche 90 entspricht im Wesentlichen einer den Innenumfang der Lagerhülse 70 bildenden Zylindermantelfläche.
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Ferner ist der Betätigungsschlitten 88 mittels einer Drehsicherungseinrichtung 92, die als mindestens ein Langloch in der Lagerhülse 70 ausgebildet ist, an einer Relativdrehung um die Mittelachse 50 gehindert. Hierzu ist an dem Betätigungsschlitten 88 mindestens ein Drehsicherungselement 94 angebracht, das jeweils in ein Langloch eingreift (siehe 1). Das Drehsicherungselement 94 ist im Ausführungsbeispiel ein Radialfortsatz.
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Die Lagerhülse 70 ist zum Zwischenraum 17 hin offen, sodass der Betätigungsschlitten 88 in den Zwischenraum 17 hinein verfahrbar ist.
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Der Betätigungsschlitten 88 dient zum Anlegen eines ersten Bremsbelags 96 einer Bremszangenbaugruppe 98 an den Bremsrotor 19. Das heißt, der erste Bremsbelag 96 kann mittels der Aktorbaugruppe 10 aktiv auf einen Bremsrotor 19, der in der dargestellten Ausführungsform als Bremsscheibe ausgebildet ist, zu bewegt werden.
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Im Detail wird der Betätigungsschlitten 88 mittels des Elektromotors 28 über das Rädergetriebe 58, die Planetengetriebestufe 48 und den Spindeltrieb 72 wahlweise in eine ausgefahrene Stellung überführt, die dem Anlegen des ersten Bremsbelags 96 an den Bremsrotor 19 zugeordnet ist.
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Aufgrund der innerhalb der Aktorbaugruppe 10 und der Bremszangenbaugruppe 98 wirkenden Reaktionskräfte wird dadurch auch ein zweiter Bremsbelag 102 an den Bremsrotor 19 angelegt.
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Es versteht sich, dass der Betätigungsschlitten 88 in gleicher Weise durch Betreiben des Elektromotors 28 in eine eingefahrene Stellung verfahren werden kann, die einem Abheben des ersten Bremsbelags 96 und des zweiten Bremsbelags 102 vom Bremsrotor 19 zugeordnet ist.
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Vorliegend ist die Aktorbaugruppe 10 selbsthemmungsfrei ausgeführt, sodass sich der Betätigungsschlitten 88 aufgrund systemimmanenter Elastizitäten auch selbstständig in die eingefahrene Stellung zurückverlagert, wenn er nicht mehr aktiv mittels des Elektromotors 28 in die ausgefahrene Stellung beaufschlagt ist.
