WO2011076299A1 - Unterbaugruppe für einen elektromechanischen bremsaktor - Google Patents

Unterbaugruppe für einen elektromechanischen bremsaktor Download PDF

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WO2011076299A1
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subassembly
brake actuator
electromechanical brake
transmission
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Wilfried Giering
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Lucas Automotive Gmbh
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    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/46—Systems consisting of a plurality of gear trains each with orbital gears, i.e. systems having three or more central gears

Definitions

  • the present invention relates to the field of automotive brakes. More particularly, the invention relates to an improved structure of a subassembly of a brake actuator, which is provided for an electromechanically operated parking brake or an electro-mechanically operated service brake.
  • An electrically operated parking brake generally comprises an electromechanical brake actuator, which exerts a clamping force on a wheel brake via a spindle gear and an axially displaceable brake piston.
  • the brake actuator is essentially defined by a subassembly comprising motor and gear units, which is mounted damping in a housing.
  • an electromechanical brake actuator which has an electric motor and a gear unit for generating and transmitting a torque.
  • a two-stage planetary ⁇ gear is used.
  • the electric motor and components of the transmission unit are aligned with each other on an auxiliary frame and housed in a damping housing.
  • a ring gear as a central component of the planetary gear is mounted damping at several points on the housing and the subframe.
  • the stable mechanical integration of the transmission components of an electromechanical brake actuator is crucial in order to reduce the volume and weight of the brake actuator on the one hand and to extend its service life on the other hand.
  • an external damage of the housing already lead to operational failure of the gear unit when it rests directly on the housing.
  • the object of the present invention is to provide an improved structure for an electromechanical brake actuator.
  • a subassembly for an electromechanical brake actuator which provides a drive device with an electric motor for the generation of a torque and a transmission device for the transmission and output of the generated torque to a braking device. Furthermore, the subassembly has a fixing element, which defines the position of the transmission device relative to the drive device, wherein a ring gear of the transmission device is formed on the fixing element.
  • components of the transmission device can be arranged and fastened to one another on the fixing element, and then be inserted into a housing together with the drive device.
  • the fixing element may be formed as a carrier element, which connects both the drive device and the transmission device with each other.
  • the drive device and the transmission device can be connected to form a stand-alone unit, which is then inserted into the housing.
  • the drive device and the transmission device can be mounted without contact with respect to the housing, as a result of which the housing essentially only has a protective function and no centering or fixing function.
  • the drive device can (possibly loosely) be arranged at a first end of the fixing element, while at a second end of the fixing element, the ring gear is formed. In this way, the distance between the drive-side and driven-side components of the subassembly is determined via the fixing element.
  • the fixing element may have a plate-shaped base body, in which an opening for receiving the drive device is provided at the first end. At the second end of the plate-shaped base body may be provided with the ring gear.
  • the fixing element and the ring gear may be formed in two pieces or in one piece. Integral integration of the ring gear into the fuser reduces the number of component parts of the subassembly, which has an advantageous effect on the weight, compact design, manufacturing cost, and operational reliability of the subassembly.
  • the fixing element with integrated ring gear is designed as a cast part.
  • Castings have the advantage that they are mechanically resilient and inexpensive to produce and with low fault tolerance. Since the ring gear is subjected to high mechanical loads (eg vibrations), the attachment of the ring gear to the fixing plate or the housing is of great importance. In particular bolted fasteners can solve over time and thus limit the life of the brake actuator.
  • the ring gear may be part of a swash plate gear, in which, for example, a swash plate can be sat.
  • the ring gear can also be part of a Planetenge ⁇ drive, can be used in the other components of the planetary gear.
  • the ring gear can comprise at least one internally toothed gear ring, in which at least one torque-transmitting planet carrier of the gear device can be used, each with a plurality of planetary gears resting thereon.
  • a multi-stage design of the planetary gear may be advantageous in order to obtain a large power reduction, without having to use a torque stronger (and thus heavier) electric motor.
  • the one or multi-stage planet carrier used in the ring gear of the fixing plate can be secured against falling out by means of a holding element.
  • the holding element may be formed as a simple ring, which is fastened by means of a fastening device accurately on the underside of the ring gear. According to this embodiment, all the essential components of the planetary gear can be fastened to the fixing element, so that no additional fixing by the housing is necessary.
  • a bearing of the gear arrangement or the belt arrangement can take place via a centering element.
  • the centering element eg, via connectors
  • the centering element and the fixing element delimit a defined space on the upper side and underside in which the gearwheels of the gear arrangement are inserted via respective gearwheel shafts.
  • the gear shafts can be mounted on the centering element. The same applies to a belt transmission.
  • a subassembly for an electromechanical brake actuator which comprises a drive device with an electric motor for the generation of a torque and a transmission device for the transmission of the torque to a brake device.
  • the transmission device comprises one behind the other a first, a second and a third gear stage, wherein the third gear stage is formed as a planetary gear and wherein a driven side gear member of the second gear stage and a torque-locking and concentrically arranged sun gear of the planetary gear via a first transmission axis on a planet carrier of the third gear stage is appropriate.
  • the first transmission axis may be accommodated at its first end on a centering element and / or at its second end on the planet carrier.
  • the first transmission axis may also be rotatably connected at its second end with the Planetenradträ ⁇ ger the third gear stage.
  • the first gear axis and the third gear stage carrier may be in one piece or two pieces
  • the planet carrier may be formed with the first transmission axis as a casting.
  • the first transmission axis can be rotatably mounted on the fixing element at the second end.
  • the planetary gear carrier of the third gear stage may be disc-shaped.
  • the first transmission axis received at the second end on the planet carrier can be arranged in the center of the planet carrier. It may extend unilaterally into the space along the axis of rotation of the planet carrier. Alternatively, the first transmission axis may extend to both sides of the planet carrier in the space.
  • the disk-shaped planetary gear carrier can additionally be equipped on one side with pin-shaped bearing axles for receiving planetary gears. These pin-shaped bearing axes can be arranged on the planet carrier about the first transmission axis arranged centrally on the same side. The pin-shaped bearing axles can be connected in a rotationally fixed manner to the planet carrier.
  • the disc-shaped planet carrier of the third gear stage may be rotatably connected to the output side facing away from the pin-shaped bearing axes with an output member.
  • the output element may be formed pin-shaped. It can be arranged centrally on the planet carrier.
  • the output element, the planet carrier and the first transmission axis may be integrally formed.
  • the planetary gears are preferably mounted rotatably on the planet carrier via the pin-shaped bearing shafts and the sun gear via the centrally mounted first transmission axis.
  • This common storage of sun gear and planet gears favors a precise meshing of the gears, so that the efficiency and the wear characteristics of the planetary gear can be improved.
  • Transmission axis is that, for example, further transmission components of the transmission device on the first gear axis on the planet carrier can be arranged.
  • a manageable subassembly of the transmission device can be constructed along the first transmission axis, the transmission components of which lie directly or indirectly on the planetary gear carrier. Due to the concentric mounting of the first transmission axis on the planet carrier, the spatial position of the first transmission axis is determined by the guidance of the planet gears mounted on the planet gears in a ring gear. In other words, the transmission axis is self-centering with respect to the ring gear via the planet gears meshing with the ring gear.
  • the ring gear is formed integrally with the fixing element.
  • the first transmission axis which self-centers via the ring gear can be used as a reference for a positioning and storage of further transmission components or the drive device on the fixing element that is appropriate for tolerances.
  • manufacturing tolerances play a minor role in the formation of the ring gear in the fixing or support element.
  • the second gear stage of the transmission device may be formed as a planetary gear and the output side gear element of the second gear stage as a planet carrier.
  • the two planetary gear can be arranged rotatably successively along the first transmission axis.
  • the first transmission axis can additionally receive a sun gear of the second gear stage and a torque-connected to the sun gear output-side gear element of the first gear stage in stock. In this way, a power take-off subassembly of the transmission device can be realized, which is characterized by a compact design and a high torque reduction.
  • the second gear stage may be formed as a gear transmission or belt transmission.
  • the output-side gear of the second gear stage is rotatably connected to the sun gear of the third gear stage.
  • a drive-side gear of the second gear stage can be mounted on both sides via a second transmission axis on the fixing and centering.
  • the transmission of the torque between the electric motor on the drive side and the second gear stage can be done by a gear arrangement, which is composed of several, successively in positive contact gear wheels.
  • the gear arrangement is, for example, at one end with a drive shaft of the electric motor and at the other end with a drive-side gear of the second gear stage to transmit torque.
  • the torque transmission can take place by means of a V-belt, which is clamped between a first pulley frictionally secured to the drive shaft and a second pulley frictionally secured to the drive-side gear of the second gear stage.
  • Fixing and centering can be complementary to each other, so that the fixing and centering demarcate in the assembled state a cage-like space for receiving transmission components.
  • the second transmission axis can be mounted at its first end on the centering element and at its second end on the fixing.
  • the first transmission axis is supported at its first end on the centering element and at its second end on the planet carrier.
  • Fig. 1 is an exploded view of an embodiment of an assembly of an electromechanical brake actuator
  • FIG. 2 is an exploded view of a subassembly of the assembly of FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of the assembled subassembly of the electromechanical brake actuator of FIG. 2; FIG.
  • FIG. 4 shows a first sectional view of the assembly of the electromechanical brake actuator according to FIG. 1;
  • FIG. 5 shows a second sectional view (top view) of the assembly of the electromechanical brake actuator according to FIG. 1;
  • Fig. 6 is a third sectional view of the assembly of the electromechanical
  • the assembly 10 comprises a housing 11 having a housing lower part 12 and an upper housing part 16 and a subassembly 20, which essentially comprises a drive device 22 and a transmission device 24. Furthermore, the subassembly 20 has a first mounting device 35, which comprises two supports 37 (in FIG. 1, only one support is visible due to the perspective view), each of which is equipped with a damping element 38 and arranged laterally in the subassembly 20 are.
  • the lower housing part 12 serves to receive the subassembly 20 and is therefore adapted to the dimensions of the subassembly 20 with regard to its spatial configuration.
  • the lower housing part 12 has a second mounting device 13, which comprises two recesses 14 on the longitudinal sides of the housing lower part 12. Furthermore, the lower housing part 12 has a cylindrical cavity which is designed to be open on one side and which fits precisely to the drive device 22.
  • An electrical connector 15 with contact pins is integrally formed above the cylindrical cavity on a transverse side of the housing base 12 to electrically supply and drive the drive means 22.
  • the provided for the generation of a torque drive means 22 and provided for transmitting the torque transmission device 24 are mounted outside of the housing 11 and then used as a self-contained unit in the housing base 12.
  • the sub-assembly 20 via the laterally projecting damping elements 38, which are attached to the respective opposing supports 36, in the corres- ponding recesses 14 on the housing bottom 12 laterally clamped.
  • the subassembly 20 is thus coupled damping at only two support points with the housing 11. In this way, vibrations that inevitably occur in the operating state of the drive and transmission device 22, 24, particularly effectively shielded from the housing 11.
  • the lower housing part 12 is covered after installation of the subassembly 20 with the upper housing part 16 and welded.
  • the upper housing part 16 in the present embodiment mainly fulfills a protective and sealing function. In extreme cases, such as very strong shocks, the upper housing part 16 can secure the subassembly 20 against falling out of the lower housing part 12. Under normal conditions, the subassembly 20 does not touch the housing top 16, and due to the resulting gap, the housing top 16 does not have a fixing or tensioning function with respect to the subassembly 20.
  • FIG. 2 illustrates the individual components of the subassembly 20 in the form of an exploded view.
  • FIG. 6 shows a sectional view of the subassembly 10.
  • the subassembly 20 essentially comprises the drive device 22, which has an electric motor 26 and a drive shaft 28, and the transmission device 24, the first gear stage of which is designed as a gear arrangement 64.
  • the gear arrangement 64 is followed by a two-stage planetary gear 45 as second and third gear stage.
  • the subassembly 20 comprises a fixing element 30, which comprises a part of the first mounting device 35, a holding element 58 and a centering element 74, each of which u.a. has a function in relation to the arrangement and / or attachment of individual transmission components.
  • the fixing member 30 is formed as a support member.
  • the carrier element 30 is of central importance for the construction of the subassembly 20 and will therefore be described in more detail below.
  • the carrier element 30 comprises a plate-shaped base body 32, which has a triangular-like base and at the first end of a round opening 34 is recessed.
  • On the underside of the plate-shaped base body 32 are two protrusions 33 projecting vertically, which flank the opening 33 and are arranged diametrically thereto.
  • three mechanical connectors 31 are formed (in Fig. 2, only two mechanical connectors visible due to the perspective view), which are each formed at the vertices of the triangular-like base body 32 perpendicular to the top.
  • the first mounting device 35 is attached to the side surfaces of the base body 32.
  • a cylindrical ring gear 40 is formed for the planetary gear 45, which forms a direct continuation of the main body 32 in the present embodiment.
  • the cylindrical ring gear 40 is designed for a two-stage planetary gear 45 and therefore comprises two concentric and superimposed, internally toothed gear rings 41, 42, each having a different toothing and a different ring diameter.
  • a jacket of the ring gear 40 is stepped in the axial direction corresponding to the different ring diameters of the two gear rings 41, 42, with the lower (driven side) gear ring 42 having a larger diameter.
  • This gradation 44 is used for example for the attachment of the retaining element 58.
  • the plate-shaped base body 32 and the cylindrical ring gear 40 are integrally formed in the described embodiment.
  • main body 32 and ring gear 40 together form the carrier element 30 on which both the drive device 22 and the components of the transmission device 24 are arranged, centered, supported and / or fixed.
  • This integration of the ring gear 40 in the support member 30 reduces the number of components for the subassembly 20, thereby further reducing the weight of the brake actuator 10, reducing its volume, and increasing its life.
  • the carrier element 30 is designed, for example, as a cast part, as a result of which a high degree of accuracy in the production of the carrier element 30, in particular of the internally toothed gear rings 41, 42, at a manageable production cost is reached.
  • the ring gear 40 is particularly stable integrated into the support member 30 and thus holds the high mechanical loads (vibrations, shocks), which it is exposed in operation stood.
  • materials preferably light metals or polymeric materials are used.
  • the carrier element 30 components of the transmission device 24 and the electric motor 26 are assembled into an independent subassembly 20 of the assembly 10.
  • first of all the electric motor 26 with the drive shaft 28 is fastened on the underside to the first end of the carrier element 30 mechanically.
  • two diametrically arranged recesses 23 are provided on the upper side of the electric motor 26, via which the electric motor 26 is inserted into the two projections 33 on the underside of the carrier element 30 latching.
  • the torque transmitting drive shaft 28 is passed through the opening 34 to the top of the support member 30.
  • the gear arrangement 64 is mounted horizontally between the carrier element 30 and the fixing element 74.
  • a first gear 66 is torque-fitted onto the drive shaft 28.
  • the first gear 66 is meshed with a second gear 68, the second gear 68 being rotatably supported via a second gear axis 62 and a hub (shown in FIG. 6, not visible in FIG. 2) provided on the top of the support member 30 is.
  • the second gear 68 in turn meshes with a third gear 70.
  • the third gear 70 is formed as an externally toothed gear ring whose top is covered disc-shaped.
  • a sun gear 72 of a first stage of the planetary gear 45 is arranged concentrically with and torque-locking with the third gear 70.
  • the diameter and the number of teeth of the three horizontally arranged gears 66, 68 and 70 increase in the enumerated order respectively.
  • the inner diameter of the third wheel 70 corresponds to the outer diameter of the shell of the gear ring 41.
  • the third gear 70 is accurately and rotatably mounted on the top of the gear ring 41, wherein at the same time the sun gear 72 is inserted concentrically inside the gear ring 41 (in FIG. 6 visible).
  • the sun gear 72 has a concentric inner opening, through which a gearbox ⁇ beach 46 of the planetary gear 45 can be performed.
  • a centering element 74 is attached to the upper side of the carrier element 30 (shown in FIG. 6).
  • the centering element 74 is formed substantially plate-shaped and has on the underside three mutually spaced bearings 75.
  • three mechanical connectors 76 are formed on the underside, which have the same spatial arrangement as the three connectors 31 of the support member 30, but are designed to be complementary in their construction.
  • Centering element 74 is latchingly connected to the support member 30 via the respective connector, wherein on the mechanical connector, a vertical distance between the top of the support member 30 and the underside of the fixing member 74 is defined, in which the gear assembly 74 is housed protective.
  • the drive shaft 28 and the two transmission shafts 46, 62 are inserted at their respective upper end to the respectively provided bearing 75 of the fixing element 74, whereby the gears 66, 68, 70 in both the horizontal and in the vertical direction about their transmission axes to each other are positioned.
  • the centering element 78 in the described here
  • Embodiment two laterally molded lid members 78 whose structure and function in connection with the suspension of the subassembly 20 will be described in detail below.
  • the planetary gear 45 is inserted into the underside of the ring gear 40.
  • the two gear stages which are arranged coaxially to each other, externally mounted.
  • the planetary gear 45 comprises two successive stages, which correspond to the second and third gear stage of the transmission device 24.
  • the second gear stage comprises a disc-shaped planetary gear carrier 50, on which three identical planetary gears 48 (only two planetary gears are visible in FIG. 2) are arranged coaxially and are rotatably mounted on respective axes (not visible).
  • a further sun gear (51) (FIG. 6) is mounted concentrically and with torque fit, which is positively connected to four identical planetary gears 52 (visible in FIG.
  • the planetary gears 52 are in each case via pin-shaped axes 53 (FIG. 6) on a second, disk-shaped planet carrier 54 of the third gear stage. This is on its underside torque-locked to a transmission component 56 with a driven-side pin 57 which is in communication with a spindle gear for actuating a brake piston (not visible in FIGS.
  • a first transmission axis 46 is provided for storage of the components of the two-stage planetary gear 45.
  • the first transmission axis 46 is arranged centrally on the disk-shaped planet carrier 54 of the third gear stage and extends with its longitudinal axis along the axis of rotation of the
  • the first transmission axis 46 is preferably rotatably connected to the planet carrier 54 of the third gear stage. It is conceivable that the first gear axis 46 and the planet carrier of the third gear stage 54 are formed as an integral component. In an alternative embodiment, the transmission axis on the planet gear carrier of the third gear stage 54 may also be rotatably mounted.
  • the planet gear carrier 54 of the third gear stage together with the vertically projecting gear axis 46, form the heart of the bearing of components of the two-stage planetary gear.
  • the planet gear 54 centrally mounted first transmission axis 46, the sun gear 71, rotatably connected to the sun gear 71 connected planet carrier 50 of the second gear, the sun gear 72 and the rotatably connected output side gear 70 of the first gear stage rotatably mounted in ascending order.
  • the planet gears 48 and 52 of the second and third gear stage are in turn on the respective Planetenradarrin 50, 54. In this way, by the planet carrier 54 and the first transmission axis 46, an independent manageable subassembly 47 of the transmission device can be built (Fig. 2).
  • Characteristic of the storage of the two-stage planetary gear along the continuous first transmission axis 46 is that for each of the two planetary stages, the sun gear 71, 72 and the corresponding planet gears 48, 52 are arranged with respect to the first transmission axis 46. In this way, a perfect meshing of sun and planetary gears is made possible.
  • the subassembly 47 of the transmission device constructed on the planet carrier 54 and the first transmission axis 46 is inserted into the ring gear 40 on the underside, wherein the continuous first transmission axis 46 is inserted at its first end into a bearing 75 provided for this purpose on the centering element 74.
  • provided for supporting the output side gear component transmission axis 46 is rotatably mounted at its second end on the planet gear carrier of the third gear stage 54 and at its first end on the centering element 74.
  • the spatial position of the transmission axis 46 is determined via the guided in the ring gear 40 planetary gears 48 and 52 uniquely.
  • the first transmission axis 46 is centered with respect to the ring gear 40 via the planetary gears 48, 52 rotatably supported on the two planetary carriers 50, 54.
  • the transmission axis 46 centered on the ring gear 40 can serve as a reference point for a tolerable positioning of the transmission axis 62 and the drive shaft 28 are used on the fixing member 30.
  • the holding element 58 is formed annularly with a fastening element 60, which is formed axially on the outside.
  • the annular retaining element 58 is designed in such a way that the second planetary gear carrier 54 and the gearbox component 56 are inserted and stored in an exact fit in the retaining element 58.
  • the holding member 58 is secured via the fastening element 60 on the outside of the gradation 44 of the ring gear 40 latching. In this way, the transmission device 24 is completely suspended from the carrier element 30 (visible in FIG. 6).
  • the storage described here of output-side transmission components via a transmission axis 46 is not limited to a two-stage planetary gear. Rather, the first planetary gear stage may be formed similarly to the gear arrangement of the first gear stage as a gear transmission or as a belt transmission, the output-side gear with the sun gear 71 of
  • the planetary gear of the third gear stage rotatably communicates and whose Drive-side gear is connected to the output-side gear of the first gear stage torque-locking.
  • FIG. 3 the interaction of the components of the subassembly 20 described in FIG. 2 can be seen.
  • the subassembly 20 is shown in perspective in Fig. 3 in the assembled state.
  • the electric motor 26 which is attached to the underside of the support member 30 at the first end, generates a torque required for the operation of the electric parking brake.
  • the gear unit 24 is provided. This is the output side with the spindle gear (not shown in Fig. 3) in connection, which converts the rotational movement into a translational movement and transmits to the brake piston. This in turn then presses brake shoes of a wheel brake to the associated brake disc.
  • the rotational movement of the drive shaft 28 is transmitted via the gear assembly 74 to the sun gear 72 (not visible) of the first stage of the planetary gear 45.
  • the rotational movement between the drive shaft 28 and the sun gear 72 is reduced by the increasing size of the successive gears 66, 68, 70.
  • the subsequent two-stage planetary gear 45 forms the core of the transmission device 24, which additionally reduces the rotational movement of the sun gear 72 via the two gear stages.
  • the planetary gear 45 is mounted parallel to the drive means 22 at the second end of the support member 30.
  • the ring gear 40 which constitutes a component of the planetary gear 45, is simultaneously formed as part of the carrier element 30, on which the planetary stages are suspended via the holding element 58.
  • the top of the subassembly 20, in particular the gear assembly 64, is positioned and covered by the centering member 74.
  • the centering element 74 has another important function. It forms part of the first through its two laterally molded lid members 78 Mounting device 35, through which the subassembly 20 is mounted in the housing 11.
  • first mounting device 35 can be seen on the basis of FIGS. 2 and 4, which in the present embodiment comprises the two identical supports 37 which are each constructed in two parts from the support element 36 and the cover element 78. 4 shows a first sectional view along a first direction of the assembly 10 according to the perspective illustration in FIG. 1.
  • the two support elements 36 have an identical structure. They are formed schaufeiförmig and each include a slightly beveled support surface 36a in the vertical direction, another support surface 36b in the horizontal direction and two limiting side surfaces (in Fig. 2 but not visible in Fig. 4).
  • the support surface 36a is formed as arm-shaped, lateral extension of the support member 30, which extends vertically with respect to the support member 30 down. The extension is strongly curved outward at its end and merges into the horizontal support surface 36b.
  • the two bearing surfaces 36a and 36b are bounded on their sides by one of the two side surfaces.
  • the two support elements 36 are each formed integrally with the support member 30.
  • the two support elements 36 can be manufactured as an independent component and fixed to the carrier element.
  • the two cover elements 78 of the two carriers 37 are formed on the centering element 74 and each have an identical structure.
  • the two cover elements 78 are each formed as arm-shaped, lateral extension of the centering 74, which extends perpendicularly downwards with respect to the centering element 74 and at the end has a concave rounded to the outside rounding a further narrow support surface 78a is provided for the respective carrier 37.
  • the cover elements 78 are each formed integrally with the centering element 74.
  • the two cover elements 78 can be manufactured as an independent component and fixed on the centering element 74.
  • the spatial arrangement of the two cover elements 78 on the centering element 74 corresponds to the spatial arrangement of the support elements 36 on the carrier element 30.
  • centering element 74 and carrier element 30 By joining centering element 74 and carrier element 30, the respective support element 36 is thus covered by the corresponding cover element 78 on the upper side. In this way, a lateral, open towards the outside parallelepiped receiving area, which is provided for receiving each one of the damping elements 38 is formed on the two supports 37 respectively.
  • the two carriers 37 are each mounted laterally on the opposite longitudinal sides of the sub-assembly 20 between the suspended electric motor 26 on the one hand and the ring gear 40 on the other.
  • the carriers 37 are arranged in such a way that substantially no torque acts on an imaginary connecting axle, which connects the two carriers 37 together.
  • the total weight of the sub-assembly 20 is fully and evenly distributed on both supports 37.
  • the subassembly 20 can be self-supportingly secured in the housing base 12.
  • the simple structure of the second mounting device 13 is shown in Fig. 1.
  • the second mounting device 13 comprises two identical cuboid recesses 14, which each have approximately the same height, width and depth dimensions as the two parallelepiped receiving areas of the respective carriers 37.
  • the two recesses 14 are in conformity with the spatial arrangement of the two carriers the subassembly 20 is arranged on the two opposite longitudinal sides of the housing lower part 12.
  • both mounting devices 13, 35 are essentially defined in each case by cuboidal cavities which are mirror-symmetrical to each other during assembly of the subassembly 20 in the housing lower part 12 and are provided for receiving one of the damping elements 38.
  • Each damping element 38 is constructed of an elastomeric plastic with a given spring and damping constant and shaped and dimensioned such that it can be laterally clamped in each of the cavities of the first and second mounting means 13, 35.
  • Each damping element 38 is designed as a hollow cuboid with rounded outer edges and with a specific wall thickness (see Fig. 2). Alternatively, cuboidal damping elements 38 can also be inserted into the cavity.
  • FIG. 4 and 5 show the fastening of the subassembly 20 in the housing lower part 12 by means of the two mounting devices 13 and 35.
  • FIG. 5 shows in a second sectional view (top view) the reception of the respective damping elements 38 by the subassembly 10.
  • the fully assembled subassembly 20 is first inserted into the lower housing part 12, wherein the two respective carriers 37 and the two respective recesses 14 in the lower housing part 12 are opposite. Subsequently, the two damping elements 38 between the two mounting devices 13 and 35 are used. In order to be able to introduce the two damping element 38 at all between the lower housing part 12 and the lower module 20, the two damping element 38 are initially each tilted along the slightly bevelled vertical support surface 36a of the support member 36 used. The damping elements 38 are now each used on the underside of the corresponding recess 14 on the one hand and in the support element 36 on the other.
  • the two damping elements 38 are now clamped in each case by the corresponding cover element 78, in which the centering plate 74 is firmly connected to the carrier element 30. Thereby acting on the respective cover member 78, a vertical force on the top of the respective attenuation element 38. Due to the concave support surface 78a of the lid member 78, the damping ⁇ element 38 is additionally pressed laterally into the recess fourteenth In this way, the respective damping element 38 is biased by the lid member 78a in both the vertical and in the horizontal direction and thereby clamped the subassembly 20 in the lower housing part 12 laterally. When installed, the respective damping element 38 is flush with the corresponding side surfaces of the two mounting devices 13, 35 (FIG. 4 and FIG. 5), whereby a high stability ⁇ stability of the damping connection is ensured in vertical and horizontal directions.
  • the two damping elements are first hooked slightly canted 38 respectively into the cuboid-shaped regions of the first mounting means ⁇ 35th Then, the subassembly 20 is inserted with the two laterally clamped damping elements 38 in the lower housing part 12 and then laterally clamped by means of the centering plate 74 and the two cover elements 78 at the two respective recesses 14 of the second mounting device 13.
  • Characteristic of the described clamping of the subassembly 20 in the lower housing part 12 via the two damping elements 38 is that both the recess 14 on the lower housing part 12 and the cuboid opening on the carrier 37 each receive less than half of the respective damping element 38. This situation is clearly visible in FIGS. 4 and 5. It is thereby achieved that the two laterally mounted carriers 37 of the subassembly 20 do not touch the respective inner side of the housing lower part 12. The subassembly 20 is thus only in damping manner via the two damping elements 38 with the lower housing part 12. In other words, the subassembly 20 is clamped to the housing via the two damping elements 38.
  • vibrations that may arise through the drive device 22 and the transmission device 26 of the subassembly 20 are very effectively decoupled from the housing lower part 12, whereby the noise of the brake actuator is greatly reduced.
  • vibrations or shocks are effectively shielded by the damping suspension, which has an advantageous effect on the life of the gear unit 24 and drive unit 22.
  • FIG. 6 shows a third sectional view of the assembly 10 along a third axis.
  • the sectional view illustrates once again that the subassembly 20 is mounted damping only on the two recesses 14 in the lower housing part 12.
  • Both the transmission device 24 and the drive device 22 are received without contact in the present embodiment in the housing 11, whereby the housing 11 only has a protective function. Between the Gepatiuseun ⁇ terteil 12 and the transmission device 24 and the drive device 22 is formed as a gap. In other words, the housing 11 does not have any further centering or fixing functions. This significantly increases the assembly of the assembly 10. simplifies, since, for example, slight deformations by welding the lower housing part 12 with the upper housing part 16 are not critical. By the coupling to the spindle gear (not visible in Fig. 6) on the output side pin 57, the subassembly inevitably has a third, transmission-side support point.
  • the self-supporting suspension described herein may be modified as desired, for example by integrating further (e.g., three or four) carriers 37 into the subassembly, or by forming the carrier 37 annular or otherwise.
  • the damping elements 38 can be varied as desired in terms of their shape and choice of material or can be adapted to the corresponding embodiment of the carrier.
  • the concept described here can also be used in electromechanically operated service brakes.
  • other types of transmissions e.g., swash plate transmissions may be used.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Unterbaugruppe für einen Bremsaktor, der für eine elektromechanisch betriebene Parkbremse vorgesehen ist. Die Unterbaugruppe umfasst eine Antriebseinrichtung (22) und Getriebeeinrichtung (24) zur Erzeugung und Übertragung eines Drehmoments an eine Bremseinrichtung sowie ein Fixierelement (30), welches die Anordnung der Getriebeeinrichtung relativ zur Antriebseinrichtung festlegt, wobei im Fixierelement ein Hohlrad (42) der Getriebeeinrichtung integriert ist. An- und Abtriebselemente (72, 57) zweier Planetenradstufen (45) sind mittels eines Käfigs (58) und eines Zentrierelements (74) konzentrisch zum Hohlrad in dem Fixierelement gelagert.

Description

Unterbaugruppe für einen elektromechanischen Bremsaktor Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Kraftfahrzeugbremsen. Genauer gesagt betrifft die Erfindung einen verbesserten Aufbau einer Unterbaugruppe eines Bremsaktors, der für eine elektromechanisch betriebene Parkbremse oder eine elekt- romechanisch betriebene Betriebsbremse vorgesehen ist.
Hintergrund
In Kraftfahrzeugen finden immer öfter elektrisch betriebene Parkbremsen Verwendung. Diese weisen den Vorteil auf, dass sie mit moderner Bordelektronik ansteuerbar sind, wodurch sich neue Möglichkeiten für den Einsatz von Parkbremsen in einem Kraftfahrzeug eröffnen. Beispielsweise kann durch elektronische Ansteuerung einer deratigen Parkbremse ein ungewolltes Rückrollen beim Anfahren an einer Steigung verhindert werden oder ganz allgemein das Öffnen der Parkbremse von einem geeigneten Arbeitspunkt des Fahrzeugmotors abhängig gemacht werden.
Eine elektrisch betriebene Parkbremse umfasst in der Regel einen elektromechanischen Bremsaktor, welcher über ein Spindelgetriebe und einen axial verschiebbaren Bremskolben eine Zuspannkraft an einer Radbremse ausübt. Dabei ist der Bremsaktor im Wesentlichen durch eine Motor- und Getriebeeinheiten umfassende Unterbaugruppe definiert, welche in einem Gehäuse dämpfend gelagert ist. Eine besondere Herausforderung besteht nun darin, einen leistungsstarken Bremsaktor zur Verfügung zu stellen, welcher die nötige Zuspannkraft an der Radbremse aufbringt und gleichzeitig kompakt ausgeführt ist, um Platz und Gewicht zu sparen. Daher kommt häufig ein mehrstufiges Planetengetriebe zum Einsatz, welches sich durch einen kompakten Aufbau und eine starke Untersetzung der vom Elektromotor erzeugten Rotationsbewegung auszeichnet.
Aus der Patentanmeldung WO 2004/044445 A2 ist ein elektromechanischer Bremsaktor bekannt, welcher einen Elektromotor und eine Getriebeeinheit zur Erzeugung und Übertragung eines Drehmoments aufweist. Hierbei kommt ein zweistufiges Planeten¬ getriebe zum Einsatz. Der Elektromotor und Komponenten der Getriebeeinheit sind an einem Hilfsrahmen zueinander ausgerichtet und in einem Gehäuse dämpfend untergebracht. Ein Hohlrad als zentrale Komponente des Planetengetriebes ist dabei an mehreren Stellen am Gehäuse und am Hilfsrahmen dämpfend gelagert.
Die stabile mechanische Einbindung der Getriebekomponenten eines elektromechani- schen Bremsaktors ist entscheidend, um einerseits das Volumen und das Gewicht des Bremsaktors zu reduzieren und andererseits seine Lebensdauer zu verlängern. Beispielsweise kann eine äußere Beschädigung des Gehäuses bereits dann zum Betriebsausfall der Getriebeeinheit führen, wenn diese direkt am Gehäuse aufliegt.
Kurzer Abriss
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, einen verbesserten Aufbau für einen elektromechanischen Bremsaktor anzugeben.
Zu diesem Zweck wird eine Unterbaugruppe für einen elektromechanischen Bremsaktor bereitgestellt, welche eine Antriebseinrichtung mit einem Elektromotor für die Erzeugung eines Drehmoments und eine Getriebeeinrichtung für die Übertragung und Abgabe des erzeugten Drehmoments an eine Bremseinrichtung vorsieht. Ferner weist die Unterbaugruppe ein Fixierelement auf, welches die Lage der Getriebeeinrichtung relativ zur Antriebseinrichtung festlegt, wobei am Fixierelement ein Hohlrad der Getriebeeinrichtung ausgebildet ist.
Gemäß einer ersten Ausführung können Komponenten der Getriebeeinrichtung am Fixierelement zueinander angeordnet und befestigt werden, und anschließend zusammen mit der Antriebseinrichtung in ein Gehäuse eingesetzt werden. Gemäß einer weiteren Ausführung kann das Fixierelement als Trägerelement ausgebildet sein, welches sowohl die Antriebseinrichtung als auch die Getriebeeinrichtung miteinander verbindet. In diesem Fall können mittels des Trägerelements die Antriebseinrichtung und die Getriebeeinrichtung zu einer eigenständig handhabbaren Einheit verbunden werden, welche anschließend in das Gehäuse eingesetzt wird. Zusätzlich können die Antriebseinrichtung und die Getriebeeinrichtung berührungsfrei gegenüber dem Gehäuse gelagert sein, wodurch dem Gehäuse im Wesentlichen nur noch eine Schutzfunktion und keine Zentrier- oder Fixierfunktion zukommt. Es ist jedoch auch eine nicht-berührungsfreie Ausführung denkbar. Die Antriebseinrichtung kann (ggf. lose) an einem ersten Ende des Fixierelements angeordnet sein, während an einem zweiten Ende des Fixierelements das Hohlrad ausgebildet ist. Auf diese Weise wird über das Fixierelement der Abstand zwischen den antriebsseitigen und abtriebsseitigen Komponenten der Unterbaugruppe festgelegt.
Das Fixierelement kann einen plattenförmigen Grundkörper aufweisen, bei dem am ersten Ende eine Öffnung für die Aufnahme der Antriebseinrichtung vorgesehen ist. Am zweiten Ende kann der plattenförmige Grundkörper mit dem Hohlrad versehen sein. Das Fixierelement und das Hohlrad können zweistückig oder einstückig ausgebildet sein. Durch eine einstückige Integration des Hohlrads in das Fixierelement verringert sich die Anzahl der Einzelteile der Unterbaugruppe, was sich auf das Gewicht, den kompakten Aufbau, die Herstellungskosten sowie die Betriebszuverlässigkeit der Unterbaugruppe vorteilhaft auswirkt.
Gemäß einer Ausführung ist das Fixierelement mit integriertem Hohlrad als Gussteil ausgebildet. Gussteile haben den Vorteil, dass sie mechanisch belastbar sowie kostengünstig und mit geringer Fehlertoleranz herstellbar sind. Da das Hohlrad hohen mechanischen Belastungen (z. B. Vibrationen) ausgesetzt ist, kommt der Befestigung des Hohlrads an der Fixierplatte oder dem Gehäuse eine wichtige Bedeutung zu. Insbesondere verschraubte Befestigungen können sich mit der Zeit lösen und somit die Lebensdauer des Bremsaktors beschränken.
Das Hohlrad kann Teil eines Taumelscheibengetriebes sein, in das z.B. eine Taumelscheibe hingesetzt werden kann. Das Hohlrad kann auch ein Teil eines Planetenge¬ triebes sein, in das weitere Komponenten des Planetengetriebes eingesetzt werden können. Das Hohlrad kann wenigstens einen innenverzahnten Zahnradring umfassen, in welchem wenigstens ein drehmomentübertragender Planetenradträger der Getriebeeinrichtung mit jeweils mehreren darauf aufliegenden Planetenrädern einsetzbar ist. Eine mehrstufige Ausführung des Planetengetriebes kann vorteilhaft sein, um eine große Kraftuntersetzung zu erlangen, ohne dabei einen drehmomentstärkeren (und damit schwereren) Elektromotor einsetzen zu müssen. Der in das Hohlrad der Fixierplatte eingesetzte ein- oder mehrstufige Planetenradträger kann mittels eines Halteelements gegen ein Herausfallen gesichert sein. Das Halteelement kann als einfacher Ring ausgebildet sein, der mittels einer Befestigungsvorrichtung passgenau an der Unterseite des Hohlrads befestigbar ist. Gemäß dieser Ausführung können alle wesentlichen Komponenten des Planetengetriebes am Fixierelement befestigt werden, so dass keine zusätzlich Fixierung durch das Gehäuse notwendig wird.
Eine Lagerung der Zahnradanordnung oder der Riemenanordnung kann über ein Zentrierelement erfolgen. Hierfür kann das Zentrierelement (z. B. über Steckverbinder) selbst an der Oberseite des Fixierelements derart befestigt sein, dass das Zentrierelement und das Fixierelement oberseitig und unterseitig einen definierten Raum abgrenzen, in dem die Zahnräder der Zahnradanordnung über jeweilige Zahnradwellen eingesetzt werden. Die Zahnradwellen können am Zentrierelement gelagert sein. Ähnliches gilt bei einem Riemengetriebe.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Unterbaugruppe für einen elektromechani- schen Bremsaktor bereitgestellt, welche eine Antriebseinrichtung mit einem Elektromotor für die Erzeugung eines Drehmoments und eine Getriebeeinrichtung für die Übertragung des Drehmoments an eine Bremseinrichtung umfasst. Die Getriebeeinrichtung umfasst hintereinander eine erste, eine zweite und eine dritte Getriebestufe, wobei die dritte Getriebestufe als Planetengetriebe ausgebildet ist und wobei ein abtriebsseitiges Getriebeelement der zweiten Getriebestufe und ein dazu drehmomentschlüssig und konzentrisch angeordnetes Sonnenrad des Planetengetriebes über eine erste Getriebeachse an einem Planetenradträger der dritten Getriebestufe angebracht ist.
Die erste Getriebeachse kann an ihrem ersten Ende an einem Zentrierelement und/oder an ihrem zweiten Ende am Planetenradträger aufgenommen sein. Die erste Getriebeachse kann ferner an ihrem zweiten Ende drehfest mit dem Planetenradträ¬ ger der dritten Getriebestufe verbunden sein. Die erste Getriebeachse und der Planetenradträger der dritten Getriebestufe können einstückig oder zweistückig
ausgebildet sein. Eine einstückige Ausbildung ist vorteilhaft, da die Zahl der Getriebekomponenten reduziert wird. In einer Ausführung kann der Planetenradträger mit der ersten Getriebeachse als Gussteil ausgebildet sein. In einer weiteren Ausführung kann die erste Getriebeachse am zweiten Ende am Fixierelement drehbar gelagert sein.
Der Planeten radträger der dritten Getriebestufe kann scheibenförmig ausgebildet sein. Die mit dem zweiten Ende am Planetenradträger aufgenommene erste Getriebeachse kann im Zentrum des Planetenradträgers angeordnet sein. Sie kann sich entlang der Drehachse des Planetenradträgers einseitig in den Raum erstrecken. Alternativ kann sich die erste Getriebeachse zu beiden Seiten des Planetenradträgers in den Raum erstrecken.
Der scheibenförmige Planentenradträger kann zusätzlich an einer Seite mit stiftförmi- gen Lagerachsen zur Aufnahme von Planetenrädern ausgestattet sein. Diese stiftför- migen Lagerachsen können am Planetenradträger um die an der selben Seite mittig angeordnete erste Getriebeachse angeordnet sein. Die stiftförmigen Lagerachsen können drehfest mit dem Planetenradträger verbunden sein.
Ferner kann der scheibenförmige Planetenradträger der dritten Getriebestufe an der den stiftförmigen Lagerachsen abgewandten Seite mit einem Abtriebselement drehfest verbunden sein. Das Abtriebselement kann zapfenförmig ausgebildet sein. Es kann am Planetenradträger mittig angeordnet sein. Das Abtriebselement, der Planetenradträger und die erste Getriebeachse können einstückig ausgebildet sein.
Die Planetenräder werden vorzugsweise über die stiftförmigen Lagerachsen und das Sonnenrad über die mittig angebrachte erste Getriebeachse drehbar am Planetenradträger gelagert. Diese gemeinsame Lagerung von Sonnenrad und Planetenrädern begünstigt ein passgenaues Ineinandergreifen der Getrieberäder, so dass der Wirkungsgrad und die Verschleißeigenschaften des Planetengetriebes verbessert werden. Ein weiterer Vorteil einer direkt am Planetenradträger gelagerten ersten
Getriebeachse liegt darin, dass beispielsweise weitere Getriebekomponenten der Getriebeeinrichtung über die erste Getriebeachse am Planetenradträger anordenbar sind. Auf diese Weise kann abtriebsseitig eine handhabbare Unterbaugruppe der Getriebeeinrichtung entlang der ersten Getriebeachse aufgebaut werden, deren Getriebekomponenten am Planetenradträger direkt bzw. indirekt aufliegen. Durch die konzentrische Lagerung der ersten Getriebeachse am Planetenradträger wird die räumliche Position der ersten Getriebeachse durch die Führung der am Planetenradträger gelagerten Planetenräder in einem Hohlrad bestimmt. Mit anderen Worten wird die Getriebeachse über die mit dem Hohlrad in Eingriff stehenden Planetenräder bezüglich des Hohlrads selbstzentriert.
In einer Ausführung ist das Hohlrad mit dem Fixierelement einstückig ausgebildet. In diesem Fall kann die sich über das Hohlrad selbstzentrierende erste Getriebeachse als Referenz für eine toleranzgerechte Positionierung und Lagerung weiterer Getriebekomponenten bzw. der Antriebseinrichtung am Fixierelement verwendet werden. Insbesondere spielen dadurch Fertigungstoleranzen bei der Ausbildung des Hohlrads im Fixier- bzw. Trägerelement eine untergeordnete Rolle.
Gemäß einer ersten Ausführung kann die zweite Getriebestufe der Getriebeeinrichtung als Planetengetriebe und das abtriebseitige Getriebeelement der zweiten Getriebestufe als Planetenradträger ausgebildet sein. Die beiden Planetengetriebe können nacheinander entlang der ersten Getriebeachse drehbar angeordnet sein. Die erste Getriebeachse kann dabei zusätzlich ein Sonnenrad der zweiten Getriebestufe und ein mit dem Sonnenrad drehmomentschlüssig verbundenes abtriebseitiges Getriebeelement der ersten Getriebestufe lagernd aufnehmen. Auf diese Weise kann eine abtriebseitige Unterbaugruppe der Getriebeeinrichtung realisiert werden, welche sich durch einen kompakten Aufbau und eine hohe Drehmomentuntersetzung auszeichnet.
Gemäß einer alternativen Ausführung kann die zweite Getriebestufe als Zahnradgetriebe oder Riemengetriebe ausgebildet sein. Hierbei wird das abtriebsseitige Zahnrad der zweiten Getriebestufe mit dem Sonnenrad der dritten Getriebestufe drehfest verbunden. Ein antriebsseitiges Zahnrad der zweiten Getriebestufe kann über eine zweite Getriebeachse am Fixier- und Zentrierelement beidseitig gelagert sein.
Die Übertragung des Drehmoments zwischen dem Elektromotor auf der Antriebsseite und der zweiten Getriebestufe kann durch eine Zahnradanordnung erfolgen, welche sich aus mehreren, nacheinander in formschlüssigen Kontakt stehenden Zahnrädern zusammensetzt. Die Zahnradanordnung steht beispielsweise an einem Ende mit einer Antriebswelle des Elektromotors und am anderen Ende mit einem antriebsseitigen Zahnrad der zweiten Getriebestufe drehmomentübertragend in Verbindung. Gemäß einer weiteren Ausführung kann die Drehmomentübertragung durch einen Keilriemen erfolgen, der zwischen einem an der Antriebswelle kraftschlüssig befestigten ersten Riemenrad und einem an dem antriebsseitigen Zahnrad der zweiten Getriebestufe kraftschlüssig befestigten zweiten Riemenrad eingespannt ist.
Fixier- und Zentrierelement können komplementär zueinander ausgebildet sein, so dass das Fixier- und Zentrierelement im montierten Zustand einen käfigartigen Raum zur Aufnahme von Getriebekomponenten abgrenzen. Die zweite Getriebeachse kann an ihrem ersten Ende am Zentrierelement und an ihrem zweiten Ende am Fixierelement gelagert werden. Die erste Getriebeachse wird an ihrem ersten Ende am Zentrierelement und an ihrem zweiten Ende am Planetenradträger gelagert.
Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Aspekte der hier beschriebenen Unterbaugruppe für einen elektromechanischen Bremsaktor ergeben sich aus den nachfolgenden Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Baugruppe eines elektromechanischen Bremsaktors;
Fig. 2 eine Explosionsdarstellung einer Unterbaugruppe der Baugruppe gemäß Fig.
1;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der montierten Unterbaugruppe des elektromechanischen Bremsaktors gemäß Fig. 2;
Fig. 4 eine erste Schnittansicht der Baugruppe des elektromechanischen Bremsaktors gemäß Fig. 1;
Fig. 5 eine zweite Schnittansicht (Draufsicht) der Baugruppe des elektromechanischen Bremsaktors gemäß Fig. 1; und
Fig. 6 eine dritte Schnittansicht der Baugruppe des elektromechanischen
Bremsaktors gemäß Fig. 1. Detaillierte Beschreibung
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer Baugruppe eines elektromechani- schen Bremsaktors für eine elektrisch betriebene Parkbremse erläutert. Übereinstimmende Elemente in den Figuren sind dabei mit den selben Bezugszeichen bezeichnet. Angaben wie„oberseitig" und„unterseitig" beziehen sich auf die in den Figuren dargestellte Ausrichtung der Baugruppe. Es versteht sich, dass der elektro- mechanische Bremsaktor beim Einbau beliebig (z.B. seitlich liegend) ausgerichtet sein kann.
Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung wesentliche Bauteile einer Baugruppe 10 eines elektromechanischen Bremsaktors. Die Baugruppe 10 umfasst ein Gehäuse 11 mit einem Gehäuseunterteil 12 und einem Gehäuseoberteil 16 sowie eine Unterbaugruppe 20, welche im Wesentlichen eine Antriebseinrichtung 22 und eine Getriebeeinrichtung 24 umfasst. Ferner weist die Unterbaugruppe 20 eine erste Montiereinrichtung 35 auf, welche zwei Träger 37 umfasst (in Fig. 1 ist auf Grund der perspektivischen Darstellung nur ein Träger sichtbar), die jeweils mit einem Dämpfungselement 38 bestückt sind und die jeweils in der Unterbaugruppe 20 seitlich angeordnet sind.
Das Gehäuseunterteil 12 dient zur Aufnahme der Unterbaugruppe 20 und ist daher hinsichtlich seiner räumlichen Ausgestaltung an die Abmessungen der Unterbaugruppe 20 angepasst. Das Gehäuseunterteil 12 weist eine zweite Montiereinrichtung 13 auf, welche zwei Aussparungen 14 an den Längsseiten des Gehäuseunterteils 12 umfasst. Ferner weist das Gehäuseunterteil 12 einen einseitig offen ausgebildeten zylinderförmigen Hohlraum zur passgenauen Aufnahme der Antriebseinrichtung 22 auf. Ein elektrischer Steckverbinder 15 mit Kontaktstiften ist oberhalb des zylinderförmigen Hohlraums an einer Querseite des Gehäuseunterteils 12 angeformt, um die Antriebseinrichtung 22 elektrisch zu versorgen und anzusteuern.
Die für die Erzeugung eines Drehmoments vorgesehene Antriebseinrichtung 22 und die zur Übertragung des Drehmoments vorgesehene Getriebeeinrichtung 24 werden außerhalb des Gehäuses 11 montiert und dann als eigenständig handhabbare Einheit ins Gehäuseunterteil 12 eingesetzt. Dabei wird in der vorliegenden Ausführung die Unterbaugruppe 20 über die seitlich vorstehenden Dämpfungselemente 38, welche an den jeweiligen gegenüberliegenden Trägern 36 angebracht sind, in die korres- pondierenden Aussparungen 14 an der Gehäuseunterseite 12 lateral eingespannt. Die Unterbaugruppe 20 ist somit an nur zwei Auflagestellen mit dem Gehäuse 11 dämpfend gekoppelt. Auf diese Weise werden Vibrationen, welche im Betriebszustand der Antriebs- und Getriebeeinrichtung 22, 24 zwangsläufig entstehen, besonders effektiv vom Gehäuse 11 abgeschirmt. Eine detailliert Beschreibung der
Aufhängung der Unterbaugruppe 20 im Gehäuseunterteil 12 folgt an Hand der Fign. 4, 5 und 6 weiter unten.
Das Gehäuseunterteil 12 wird nach Einbau der Unterbaugruppe 20 mit dem Gehäuseoberteil 16 abgedeckt und verschweißt. Das Gehäuseoberteil 16 erfüllt in der vorliegenden Ausführung hauptsächlich eine Schutz- und Dichtfunktion. In Extremfällen, wie beispielsweise bei sehr starken Schlägen, kann das Gehäuseoberteil 16 die Unterbaugruppe 20 gegen ein Herausfallen aus dem Gehäuseunterteil 12 sichern. Unter normalen Bedingungen berührt die Unterbaugruppe 20 das Gehäuseoberteil 16 nicht, und aufgrund des so entstehenden Spalts kommt dem Gehäuseoberteil 16 im Hinblick auf die Unterbaugruppe 20 keine Fixier- oder Verspannungsfunktion zu.
Im Folgenden wird die Unterbaugruppe 20 anhand der Fign. 2 und 6 näher erklärt. Fig. 2 veranschaulicht in Form einer Explosionsdarstellung die einzelnen Bauteile der Unterbaugruppe 20. Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht der Baugruppe 10.
Die Unterbaugruppe 20 umfasst im Wesentlichen die Antriebsei nrichtung 22, welche einen Elektromotor 26 und eine Antriebswelle 28 besitzt, und die Getriebeeinrichtung 24, deren erste Getriebestufe als Zahnradanordnung 64 ausgebildet ist. An die Zahnradanordnung 64 schließt sich als zweite und dritte Getriebestufe ein zweistufiges Planetengetriebe 45 an. Außerdem umfasst die Unterbaugruppe 20 ein Fixierelement 30, welches einen Teil der ersten Montiereinrichtung 35 umfasst, ein Halteelement 58 sowie ein Zentrierelement 74, denen jeweils u.a. eine Funktion in Bezug auf die Anordnung und/oder Befestigung von einzelnen Getriebekomponenten zukommt.
In der vorliegenden Ausführung ist das Fixierelement 30 als Trägerelement ausgebildet. Dem Trägerelement 30 kommt für den Aufbau der Unterbaugruppe 20 eine zentrale Bedeutung zu und wird daher im Folgenden ausführlicher beschrieben. Das Trägerelement 30 umfasst einen plattenförmigen Grundkörper 32, der eine dreieckähnliche Grundfläche aufweist und an dessen erstem Ende eine runde Öffnung 34 ausgespart ist. An der Unterseite des plattenförmigen Grundkörpers 32 stehen zwei Vorsprünge 33 senkrecht hervor, welche die Öffnung 33 flankieren und diametral hierzu angeordnet sind. An der Oberseite des Grundkörpers 32 sind drei mechanische Steckverbinder 31 ausgebildet (in Fig. 2 sind auf Grund der perspektivischen Darstellung nur zwei mechanische Steckverbinder sichtbar), die jeweils an den Eckpunkten des dreieckähnlichen Grundkörpers 32 senkrecht zur Oberseite angeformt sind. Zusätzlich ist an den Seitenflächen des Grundkörpers 32 die erste Montiereinrichtung 35 angebracht.
An einem dem ersten Ende gegenüberliegendem zweiten Ende des Trägerelements 30 ist ein zylinderförmiges Hohlrad 40 für das Planetengetriebe 45 ausgeformt, welches in der vorliegenden Ausführung eine direkte Fortsetzung des Grundkörpers 32 bildet. Das zylinderförmige Hohlrad 40 ist für ein zweistufiges Planetengetriebe 45 ausgelegt und umfasst daher zwei konzentrische und übereinander angeordnete, innenverzahnte Zahnradringe 41, 42, welche jeweils eine unterschiedliche Verzahnung und einen unterschiedlichen Ringdurchmesser aufweisen. Ein Mantel des Hohlrads 40 ist in axialer Richtung entsprechend der unterschiedlichen Ringdurchmesser der beiden Zahnradringe 41, 42 abgestuft ausgebildet, wobei der untere (abtriebssei- tige) Zahnradring 42 einen größeren Durchmesser aufweist. Diese Abstufung 44 wird beispielsweise für die Befestigung des Halteelements 58 benutzt.
Der plattenförmige Grundkörper 32 und das zylinderförmige Hohlrad 40 sind in der beschriebenen Ausführung einstückig ausgebildet. Mit anderen Worten bilden Grundkörper 32 und Hohlrad 40 zusammen das Trägerelement 30, an dem sowohl die Antriebseinrichtung 22 als auch die Komponenten der Getriebeeinrichtung 24 angeordnet, zentriert, gelagert und/oder befestigt werden. Durch diese Integration des Hohlrads 40 im Trägerelement 30 reduziert sich die Anzahl der Bauteile für die Unterbaugruppe 20, wodurch das Gewicht des Bremsaktors 10 weiter gesenkt, sein Volumen verkleinert und seine Lebensdauer erhöht wird.
Das Trägerelement 30 ist beispielsweise als Gussteil ausgeführt, wodurch eine hohe Genauigkeit bei der Produktion des Trägerelements 30, insbesondere der innenverzahnten Zahnradringe 41, 42, bei gleichzeitig überschaubaren Herstellungskosten erreicht wird. Zudem ist auf diese Weise das Hohlrad 40 besonders stabil in das Trägerelement 30 integriert und hält somit den hohen mechanischen Belastungen (Vibrationen, Schläge), welchen es im Betrieb ausgesetzt ist, stand. Bei der Materialwahl werden vorzugsweise leichte Metalle oder polymere Werkstoffe verwendet.
Mittels des Trägerelements 30 werden Komponenten der Getriebeeinrichtung 24 sowie der Elektromotor 26 zu einer eigenständigen Unterbaugruppe 20 der Baugruppe 10 zusammengefügt. Hierfür wird zunächst der Elektromotor 26 mit der Antriebswelle 28 unterseitig an dem ersten Ende des Trägerelements 30 mechanisch befestigt. Dazu sind an der Oberseite des Elektromotors 26 zwei diametral zueinander angeordnete Ausparungen 23 vorgesehen, über welche der Elektromotor 26 in die zwei Vorsprünge 33 an der Unterseite des Trägerelements 30 rastend eingesetzt wird. Gleichzeitig wird die drehmomentübertragende Antriebswelle 28 durch die Öffnung 34 zur Oberseite des Trägerelements 30 hindurchgeführt.
An der Oberseite des Trägerelements 30 ist die Zahnradanordnung 64 horizontal zwischen dem Trägerelement 30 und dem Fixierelement 74 gelagert. Dabei ist ein erstes Zahnrad 66 drehmomentschlüssig auf die Antriebswelle 28 aufgesteckt. Das erste Zahnrad 66 steht mit einem zweiten Zahnrad 68 in kämmendem Eingriff, wobei das zweite Zahnrad 68 über eine zweite Getriebeachse 62 und eine an der Oberseite des Trägerelements 30 vorgesehenen Nabe (in Fig. 6 dargestellt, in Fig. 2 nicht sichtbar) drehbar gelagert ist. Das zweite Zahnrad 68 kämmt seinerseits mit einem dritten Zahnrad 70. Das dritte Zahnrad 70 ist als außenverzahnter Zahnradring ausgebildet, dessen Oberseite scheibenförmig abgedeckt ist. Im Inneren des dritten Zahnrads 70 ist ein Sonnenrad 72 einer ersten Stufe des Planetengetriebes 45 konzentrisch zu und drehmomentschlüssig mit dem dritten Zahnrad 70 angeordnet.
Der Durchmesser und die Zahnzahl der drei horizontal angeordneten Zahnräder 66, 68 und 70 nehmen in der aufgezählten Reihenfolge jeweils zu. Der Innendurchmesser des dritten Rades 70 entspricht dabei dem Außendurchmesser des Mantels des Zahnradrings 41. Dadurch ist das dritte Zahnrad 70 passgenau und drehbar auf der Oberseite des Zahnradrings 41 gelagert, wobei gleichzeitig das Sonnenrad 72 konzentrisch im Inneren des Zahnradrings 41 eingesetzt ist (in Fig. 6 sichtbar). Das Sonnenrad 72 weist eine konzentrisch Innenöffnung auf, durch welche eine Getrie¬ beachse 46 des Planetengetriebes 45 durchgeführt werden kann. Zur stabilen Befestigung, Lagerung und/oder Zentrierung der drei Zahnräder 66, 68, 70 mittels der jeweiligen Antriebswelle bzw. der Getriebeachsen 28, 46, 62 ist ein Zentrierelement 74 an der Oberseite des Trägerelements 30 angebracht (in Fig. 6 dargestellt). Das Zentrierelement 74 ist im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet und weist an der Unterseite drei zueinander beabstandete Lager 75 auf. Ferner sind an der Unterseite drei mechanische Steckverbinder 76 ausgebildet, welche die gleiche räumliche Anordnung aufweisen wie die drei Steckverbinder 31 des Trägerelements 30, jedoch in ihrem Aufbau komplementär ausgebildet sind. Das
Zentrierelement 74 ist mit dem Trägerelement 30 über die jeweiligen Steckverbinder rastend verbunden, wobei über die mechanische Steckverbindung ein vertikaler Abstand zwischen der Oberseite des Trägerelements 30 und der Unterseite des Fixierelements 74 definiert ist, in dem die Zahnradanordnung 74 schützend untergebracht ist. Zusätzlich werden die Antriebswelle 28 sowie die beiden Getriebeachsen 46, 62 an ihrem jeweiligen oberen Ende an den jeweils dafür vorgesehenen Lager 75 des Fixierelements 74 eingesetzt, wodurch die Zahnräder 66, 68, 70 sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung über ihre Getriebeachsen fest zueinander positioniert sind. Ferner weist das Zentrierelement 78 in der hier beschriebenen
Ausführungsform zwei seitlich angeformte Deckelelemente 78 auf, deren Aufbau und Funktion im Zusammenhang mit der Aufhängung der Unterbaugruppe 20 weiter unten ausführlich beschrieben wird.
Das Planetengetriebe 45 ist in die Unterseite des Hohlrads 40 eingesetzt. Dabei werden zunächst die beiden Getriebestufen, welche koaxial zueinander angeordnet sind, extern montiert. Das Planetengetriebe 45 umfasst zwei aufeinanderfolgende Stufen, welche der zweiten und dritten Getriebestufe der Getriebeeinrichtung 24 entsprechen. Die zweite Getriebestufe umfasst einen scheibenförmigen Planetenradträger 50, auf dem drei formgleiche Planetenräder 48 (in Fig. 2 sind nur zwei Planetenräder sichtbar) koaxial angeordnet und über jeweilige Achsen (nicht sichtbar) drehbar gelagert sind. Auf der Rückseite des Planetenradträgers 50 der zweiten Getriebestufe ist ein weiteres Sonnenrad (51) (Fig. 6) konzentrisch und drehmomentschlüssig angebracht, welches formschlüssig mit vier identischen Planetenrädern 52 (in Fig. 5 sichtbar, in Fign. 2, 6 sind nur zwei Planetenräder dargestellt) in Verbindung steht. Die Planetenräder 52 liegen jeweils über stiftförmige Achsen 53 (Fig. 6) auf einem zweiten, scheibenförmigen Planetenradträger 54 der dritten Getriebestufe auf. Dieser ist an seiner Unterseite drehmomentschlüssig an eine Getriebekomponente 56 mit einem abtriebsseitigen Zapfen 57 gekoppelt, welcher mit einem Spindelgetriebe zur Betätigung eines Bremskolbens (in Fign. 2, 6 nich sichtbar) in Verbindung steht.
Zur Lagerung der Komponenten des zweistufigen Planetengetriebes 45 ist eine erste Getriebeachse 46 vorgesehen. Die erste Getriebeachse 46 ist dabei an dem scheibenförmig ausgebildeten Planetenradträger 54 der dritten Getriebestufe mittig angeordnet und erstreckt sich mit ihrer Längsachse entlang der Drehachse des
Planetenradträgers 54. Die erste Getriebeachse 46 ist vorzugsweise mit dem Planetenradträger 54 der dritten Getriebestufe drehfest verbunden. Es ist denkbar, dass die erste Getriebeachse 46 und der Planetenradträger der dritten Getriebestufe 54 als einstückiges Bauteil ausgebildet sind. In einer alternativen Ausführung kann die Getriebeachse am Planetenradträger der dritten Getriebestufe 54 auch drehbar gelagert sein.
Der Planetenradträger 54 der dritten Getriebestufe bildet zusammen mit der senkrecht hervorstehenden Getriebeachse 46 das Herzstück für die Lagerung von Komponenten des zweistufigen Planetengetriebes. Über die am Planetenradträger 54 mittig angebrachte erste Getriebeachse 46 sind in aufsteigender Reihenfolge das Sonnenrad 71, der mit dem Sonnenrad 71 drehfest verbundene Planetenradträger 50 der zweiten Getriebestufe, das Sonnenrad 72 und das damit drehfest verbundene abtriebsseitige Zahnrad 70 der ersten Getriebestufe drehbar gelagert. Die Planetenräder 48 und 52 der zweiten und dritten Getriebestufe liegen ihrerseits an den jeweiligen Planetenradträgern 50, 54 auf. Auf diese Weise ist durch den Planetenradträger 54 und die erste Getriebeachse 46 eine eigenständige handhabbare Unterbaugruppe 47 der Getriebeeinrichtung aufbaubar (Fig. 2).
Kennzeichnend für die Lagerung des zweistufigen Planetengetriebes entlang der durchgehenden ersten Getriebeachse 46 ist, dass für jede der beiden Planetenstufen das Sonnenrad 71, 72 und die dazu korrespondierenden Planetenräder 48, 52 bezüglich der ersten Getriebeachse 46 angeordnet sind. Auf diese Weise wird ein passgenaues Ineinandergreifen von Sonnen- und Planetenrädern ermöglicht. Ein
Spielausgleich unter den Zahnrädern aufgrund einer unterschiedlichen Lagerung des Sonnenrads 71, 72 einerseits und der Planetenräder 48, 52 andererseits ist nicht erforderlich, wodurch der Wirkungsgrad und die Lebensdauer der Getriebestufe deutlich erhöht werden. Die am Planetenradträger 54 und der ersten Getriebeachse 46 aufgebaute Unterbaugruppe 47 der Getriebeeinrichtung wird unterseitig in das Hohlrad 40 eingesetzt, wobei die durchgehende erste Getriebeachse 46 an ihrem ersten Ende in ein am Zentrierelement 74 dafür vorgesehenes Lager 75 eingesetzt wird. Auf diese Weise ist die zur Lagerung der abtriebsseitigen Getriebekomponente vorgesehene Getriebeachse 46 an ihrem zweiten Ende am Planetenradträger der dritten Getriebestufe 54 und an ihrem ersten Ende am Zentrierelement 74 drehbar gelagert.
Durch das Einfügen der Unterbaugruppe 47 in das Hohlrad 40 wird die räumliche Position der Getriebeachse 46 über die im Hohlrad 40 geführten Planetenräder 48 und 52 eindeutig bestimmt. Mit anderen Worten zentriert sich die erste Getriebeachse 46 bezüglich des Hohlrads 40 über die an den beiden Planetenradträgern 50, 54 drehbar aufliegenden Planetenräder 48, 52. Die über das Hohlrad 40 zentrierte Getriebeachse 46 kann als Referenzpunkt für eine toleranzgerechte Positionierung der Getriebeachse 62 sowie der Antriebswelle 28 am Fixierelement 30 herangezogen werden.
Die in das Hohlrad 40 eingesetzten Komponenten des Planetengetriebes 45 bzw. die Unterbaugruppe 47 ist über das Halteelement 58 gegen ein Herausfallen gesichert. In der beschriebenen Ausführung ist das Halteelement 58 ringförmig mit einem an der Außenseite axial angeformten Befestigungselement 60 ausgebildet. Das ringförmige Halteelement 58 ist derart ausgebildet, dass der zweite Planetenradträger 54 und die Getriebekomponente 56 passgenau in das Halteelement 58 eingesetzt und gelagert sind. Das Halteelement 58 wird über das Befestigungselement 60 außenseitig an der Abstufung 44 des Hohlrads 40 rastend befestigt. Auf diese Weise ist die Getriebeeinrichtung 24 vollständig am Trägerelement 30 aufgehängt (in Fig. 6 sichtbar).
Es versteht sich, dass die hier beschriebene Lagerung von abtriebsseitigen Getriebekomponenten über eine Getriebeachse 46 nicht auf ein zweistufiges Planetengetriebe beschränkt ist. Vielmehr kann die erste Planetengetriebestufe ähnlich zur Zahnradanordnung der ersten Getriebestufe als Zahnradgetriebe oder als Riemengetriebe ausgebildet sein, dessen abtriebsseitiges Zahnrad mit dem Sonnenrad 71 des
Planetengetriebes der dritten Getriebestufe drehfest in Verbindung steht und dessen antriebsseitiges Zahnrad mit dem abtriebsseitigen Zahnrad der ersten Getriebestufe drehmomentschlüssig verbunden ist.
Anhand von Fig. 3 wird das Zusammenwirken der in Fig. 2 beschriebenen Bauteile der Unterbaugruppe 20 ersichtlich. Die Unterbaugruppe 20 ist in Fig. 3 im montierten Zustand perspektivisch dargestellt.
Der Elektromotor 26, welcher am ersten Ende an der Unterseite des Trägerelements 30 befestigt ist, erzeugt ein Drehmoment, das für die Betätigung der elektrischen Parkbremse benötigt wird. Um bei vernünftiger Dimensionierung des Elektromotors 26 die erforderlichen Kräfte für die Betätigung der Parkbremse aufzubringen, ist die Getriebeeinheit 24 vorgesehen. Diese steht abtriebsseitig mit dem Spindelgetriebe (in Fig. 3 nicht dargestellt) in Verbindung, welches die Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung umwandelt und an den Bremskolben überträgt. Dieser presst dann wiederum Bremsbacken einer Radbremse an die zugehörige Bremsscheibe.
Die Drehbewegung der Antriebswelle 28 wird über die Zahnradanordnung 74 an das Sonnenrad 72 (nicht sichtbar) der ersten Stufe des Planetengetriebes 45 übertragen. Dabei wird durch die zunehmende Größe der aufeinanderfolgenden Zahnräder 66, 68, 70 die Drehbewegung zwischen der Antriebswelle 28 und dem Sonnenrad 72 untersetzt. Das anschließende zweistufige Planetengetriebe 45 bildet den Kern der Getriebeeinrichtung 24, welches die Drehbewegung des Sonnenrades 72 über die zwei Getriebestufen zusätzlich untersetzt. Das Planetengetriebe 45 ist parallel zur Antriebseinrichtung 22 am zweiten Ende des Trägerelements 30 angebracht. Das Hohlrad 40, welches eine Komponente des Planetengetriebes 45 darstellt, ist gleichzeitig als Teil des Trägerelements 30 ausgebildet, an dem über das Halteelement 58 die Planetenstufen eingehängt sind.
Die Oberseite der Unterbaugruppe 20, insbesondere die Zahnradanordnung 64, wird durch das Zentrierelement 74 positioniert und abgedeckt. Auf diese Weise entsteht eine in sich geschlossene, voll funktionsfähige Unterbaugruppe 20, welche zum Schutz gegen die Umwelt in das Gehäuse 11 gebracht ist. In der vorliegenden Ausführung kommt dabei dem Zentrierelement 74 eine weitere wichtige Funktion zu. Es bildet durch seine zwei seitlich angeformten Deckelelemente 78 einen Teil der ersten Montiereinrichtung 35, durch welche die Unterbaugruppe 20 im Gehäuse 11 gelagert wird.
Anhand von Fig. 2 und Fig. 4 ist der Aufbau der ersten Montiereinrichtung 35 ersichtlich, welche in der vorliegenden Ausführung die zwei identischen Träger 37 umfasst, die jeweils zweiteilig aus dem Auflageelement 36 und dem Deckelelement 78 aufgebaut sind. Fig. 4 zeigt dabei eine erste Schnittansicht entlang einer ersten Richtung der Baugruppe 10 gemäß der perspektivischen Darstellung in Fig. 1.
Die zwei Auflageelemente 36 weisen einen identischen Aufbau auf. Sie sind schaufeiförmig ausgebildet und umfassen jeweils eine leicht abgeschrägte Auflagefläche 36a in vertikaler Richtung, eine weitere Auflagefläche 36b in horizontaler Richtung sowie zwei begrenzende Seitenflächen (in Fig. 2 aber nicht in Fig. 4 sichtbar). Die Auflagefläche 36a ist dabei als armförmiger, lateraler Fortsatz des Trägerelements 30 ausgebildet, welcher sich in Bezug auf das Trägerelement 30 vertikal nach unten erstreckt. Der Fortsatz ist an seinem Ende stark nach außen gekrümmt und geht in die horizontale Auflagefläche 36b über. Die beiden Auflageflächen 36a und 36b werden an ihren Seiten jeweils durch eine der beiden Seitenflächen begrenzt. In der vorliegenden Ausführung sind die zwei Auflageelemente 36 jeweils einstückig mit dem Trägerelement 30 ausgebildet. Alternativ können die beiden Auflageelemente 36 als eigenständiges Bauteil gefertigt und am Trägerelement fixiert werden.
Die zwei Deckelelemente 78 der beiden Träger 37 sind am Zentrierelement 74 ausgebildet und weisen jeweils einen identisch Aufbau auf. In Anlehnung an die beiden Auflageelemente 36 sind die zwei Deckelelemente 78 jeweils als armförmiger, lateraler Fortsatz des Zentrierelements 74 ausgebildet, wobei dieser sich in Bezug auf das Zentrierelement 74 senkrecht nach unten erstreckt und am Ende eine konkave, zur Außenseite hin gewölbte Abrundung aufweist, wodurch eine weitere schmale Aufla- gefläche 78a für den jeweiligen Träger 37 bereitgestellt wird. Die Deckelelemente 78 sind jeweils einstückig mit dem Zentrierelement 74 ausgebildet. Alternativ hierzu können die beiden Deckelelemente 78 als eigenständiges Bauteil gefertigt und am Zentrierelement 74 fixiert werden. Die räumliche Anordnung der beiden Deckelelemente 78 am Zentrierelement 74 entspricht der räumlichen Anordnung der Auflageelemente 36 am Trägerelement 30. Durch Zusammenfügen von Zentrierelement 74 und Trägerelement 30 wird somit das jeweilige Auflageelement 36 durch das entsprechende Deckelelement 78 an der Oberseite abgedeckt. Auf diese Weise entsteht an den beiden Trägern 37 jeweils ein lateraler, zur Außenseite hin geöffneter quaderförmiger Aufnahmebereich, welcher für die Aufnahme je eines der Dämpfungselemente 38 vorgesehen ist.
Die beiden Träger 37 sind jeweils lateral an den gegenüberliegenden Längsseiten der Unterbaugruppe 20 zwischen dem aufgehängten Elektromotor 26 einerseits und dem Hohlrad 40 andererseits angebracht. Die Träger 37 sind derart angeordnet, dass auf eine gedachte Verbindungsachse, welche beide Träger 37 miteinander verbindet, im Wesentlichen kein Drehmoment wirkt. Mit anderen Worten lastet das Gesamtgewicht der Unterbaugruppe 20 vollständig und gleichmäßig verteilt auf beiden Trägern 37. Dadurch kann die Unterbaugruppe 20 selbsttragend im Gehäuseunterteil 12 befestigt werden.
Der einfache Aufbau der zweiten Montiereinrichtung 13 ist in Fig. 1 dargestellt. Die zweite Montiereinrichtung 13 umfasst zwei identische, quaderförmige Aussparungen 14, welche jeweils ungefähr die selben Höhen- Breiten- und Tiefenabmessungen aufweisen wie die beiden quaderförmigen Aufnahmebereiche der jeweiligen Träger 37. Ferner sind die zwei Aussparungen 14 in Übereinstimmung mit der räumlichen Anordnung der zwei Träger an der Unterbaugruppe 20 an den beiden gegenüberliegenden Längsseiten des Gehäuseunterteils 12 angeordnet. Somit sind beide Montiereinrichtungen 13, 35 im Wesentlichen jeweils durch quaderförmige Kavitäten definiert, welche bei der Montage der Unterbaugruppe 20 im Gehäuseunterteil 12 spiegeiförmig zueinander stehen und für die Aufnahme je eines der Dämpfungselemente 38 vorgesehen sind.
Jedes Dämpfungselement 38 ist aus einem elastomeren Kunststoff mit gegebener Feder- und Dämpfungskonstante aufgebaut und derart ausgeformt und dimensioniert, dass es jeweils in die Kavitäten der ersten und zweiten Montiereinrichtung 13, 35 seitlich eingespannt werden kann. Jedes Dämpfungselement 38 ist als Hohlquader mit abgerundeten Außenkanten und mit einer bestimmten Wandstärke ausgebildet (vgl. Fig. 2). Alternativ sind auch quaderförmige Dämpfungselemente 38 in die Kavi- tät einsetzbar.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen die Befestigung der Unterbaugruppe 20 im Gehäuseunterteil 12 mittels der beiden Montiereinrichtungen 13 und 35. Dabei zeigt Fig. 5 in einer zweiten Schnittansicht (Draufsicht) die Aufnahme der jeweiligen Dämpfungselemente 38 durch die Baugruppe 10.
Für die Befestigung wird zunächst die fertig montierte Unterbaugruppe 20 in das Gehäuseunterteil 12 eingeführt, wobei sich die beiden jeweiligen Träger 37 und die beiden jeweiligen Aussparungen 14 im Gehäuseunterteil 12 gegenüber stehen. Anschließend werden die zwei Dämpfungselemente 38 zwischen den beiden Montiereinrichtungen 13 und 35 eingesetzt. Um die beiden Dämpfungselement 38 überhaupt zwischen dem Gehäuseunterteil 12 und der Unterbaugruppe 20 einführen zu können, werden die beiden Dämpfungselement 38 zunächst jeweils entlang der leicht abgeschrägten vertikalen Auflagefläche 36a des Auflageelements 36 verkantet eingesetzt. Die Dämpfungselemente 38 werden nun jeweils an der Unterseite der entsprechenden Aussparung 14 einerseits und in das Auflageelement 36 andererseits eingesetzt. An der Oberseite werden nun die beiden Dämpfungselemente 38 jeweils durch das entsprechende Deckelelement 78 eingespannt, in dem die Zentrierplatte 74 mit dem Trägerelement 30 fest verbunden wird. Dadurch wirkt über das jeweilige Deckelelement 78 eine vertikale Kraft auf die Oberseite des jeweiligen Dämpfungselements 38. Durch die konkave Auflagefläche 78a des Deckelelements 78 wird das Dämpfungs¬ element 38 zusätzlich lateral in die Aussparung 14 gedrückt. Auf diese Weise wird das jeweilige Dämpfungselement 38 durch das Deckelelement 78a sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung vorgespannt und dadurch die Unterbaugruppe 20 in das Gehäuseunterteil 12 seitlich eingespannt. Im eingebauten Zustand liegt das jeweilige Dämpfungselement 38 bündig an den entsprechenden Seitenflächen der beiden Montiereinrichtungen 13, 35 auf (Fig. 4 und Fig. 5), wodurch eine hohe Stabi¬ lität der dämpfenden Verbindung in vertikaler sowie in horizontalen Richtungen gewährleistet ist.
Alternativ zu der oben beschriebenen Montage der Unterbaugruppe 20 im Gehäuse¬ unterteil 12 werden zunächst die zwei Dämpfungselemente 38 jeweils in die quader¬ förmigen Bereiche der ersten Montiereinrichtung 35 leicht verkantet eingehängt. Darauf wird die Unterbaugruppe 20 mit den zwei jeweils seitlich eingeklemmten Dämpfungselementen 38 in das Gehäuseunterteil 12 eingesetzt und anschließend mit Hilfe der Zentrierplatte 74 und den beiden Deckelelementen 78 an den beiden jeweiligen Aussparungen 14 der zweiten Montiereinrichtung 13 seitlich eingespannt.
Kennzeichnend für die beschriebene Einspannung der Unterbaugruppe 20 in das Gehäuseunterteil 12 über die beiden Dämpfungselemente 38 ist, dass sowohl die Aussparung 14 am Gehäuseunterteil 12 als auch die quaderförmige Öffnung am Träger 37 jeweils weniger als die Hälfte des jeweiligen Dämpfungselements 38 aufnehmen. Dieser Sachverhalt ist in Fig. 4 und Fig. 5 klar erkennbar. Dadurch wird erreicht, das die beiden lateral angebrachten Träger 37 der Unterbaugruppe 20 die jeweilige Innenseite des Gehäuseunterteils 12 nicht berühren. Die Unterbaugruppe 20 steht somit nur über die beiden Dämpfungselemente 38 mit dem Gehäuseunterteil 12 dämpfend in Verbindung. Mit anderen Worten, die Unterbaugruppe 20 ist über die zwei Dämpfungselemente 38 am Gehäuse eingespannt. Auf diese Weise werden Vibrationen, welche durch die Antriebseinrichtung 22 und Getriebeeinrichtung 26 der Unterbaugruppe 20 entstehen können, sehr effektiv vom Gehäuseunterteil 12 entkoppelt, wodurch die Geräuschentwicklung des Bremsaktors stark eingedämmt wird. Gleichzeitig werden von außen auf das Gehäuse 11 einwirkende Vibrationen oder Schläge effektiv durch die dämpfende Aufhängung abgeschirmt, was sich auf die Lebensdauer der Getriebeeinheit 24 und Antriebseinheit 22 vorteilhaft auswirkt.
Durch die quaderförmige Ausführungsform der Dämpfungselemente 38 in Verbindung mit der lateralen Einspannung der Unterbaugruppe 20 werden Vibrationen und Stöße aus beliebigen Richtungen, (radiale, laterale, axiale Richtung sowie deren Kombinationen) gleichermaßen gut gedämpft.
Fig. 6 zeigt schließlich eine dritte Schnittansicht der Baugruppe 10 entlang einer dritten Achse. Die Schnittansicht verdeutlicht nochmals, dass die Unterbaugruppe 20 nur an den zwei Aussparungen 14 im Gehäuseunterteil 12 dämpfend gelagert ist.
Sowohl die Getriebeeinrichtung 24 als auch die Antriebseinrichtung 22 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel berührungsfrei im Gehäuse 11 aufgenommen, wodurch dem Gehäuse 11 nur noch eine Schutzfunktion zukommt. Zwischen dem Gehäuseun¬ terteil 12 und der Getriebeeinrichtung 24 bzw. der Antriebseinrichtung 22 entsteht so ein Spalt. Dem Gehäuse 11 kommen mit anderen Worten keine weiteren Zentrieroder Fixierfunktionen zu. Dadurch wird die Montage der Baugruppe 10 deutlich ver- einfacht, da beispielsweise leichte Verformungen durch das Verschweißen des Gehäuseunterteils 12 mit dem Gehäuseoberteil 16 unkritisch sind. Durch die Kopplung an das Spindelgetriebe (in Fig. 6 nicht sichtbar) über den abtriebsseitigen Zapfen 57 weist die Unterbaugruppe zwangsläufig einen dritten, getriebeseitigen Auflagepunkt auf.
Es versteht sich dass die hier beschriebene selbsttragende Aufhängung beliebig modifiziert werden kann, indem beispielsweise weitere (z.B. drei oder vier) Träger 37 in die Unterbaugruppe integriert werden oder der Träger 37 ringförmig oder anderweitig ausgebildet ist. Ferner versteht sich, dass die Dämpfungselemente 38 in ihrer Form und Materialwahl beliebig variiert bzw. der entsprechenden Ausführungsform des Trägers angepasst werden können. Ferner lässt sich das hier beschriebene Konzept auch bei elektromechanisch betriebenen Betriebsbremsen verwenden. Außerdem können andere Getriebeformen (z.B. Taumelscheibengetriebe) zum Einsatz gelangen.

Claims

Patentansprüche
1. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10), umfassend:
- eine Antriebseinrichtung (22), welche einen Elektromotor (26) für die Erzeugung eines Drehmoments umfasst;
- eine Getriebeeinrichtung (24) für die Übertragung und Abgabe des Drehmoments an eine Bremseinrichtung; und
- ein Fixierelement (30), welches die Lage der Getriebeeinrichtung (24) relativ zur Antriebseinrichtung (22) festlegt, wobei am Fixierelement (30) ein Hohlrad (40) der Getriebeeinrichtung (24) ausgebildet ist.
2. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (30) als Trägerelement ausgebildet ist, welches die Antriebseinrichtung (22) und die Getriebeeinrichtung (24) miteinander verbindet.
3. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (30) die Antriebseinrichtung (22) und die Getriebeeinrichtung (24) zu einer separat handhabbaren Einheit verbindet.
4. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinrichtung (22) an einem ersten Ende des Fixierelements (30) angeordnet ist.
5. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Hohlrad (40) der Getriebeeinrichtung (24) an einem zweiten Ende des Fixierelements (30) ausgebildet ist.
6. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (30) einen plattenförmigen Grundkörper (32) aufweist.
7. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (30) eine Öffnung (34) für die Aufnahme der Antriebseinrichtung (22) aufweist.
8. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (30) mit dem Hohlrad (40) einstückig ausgebildet ist.
9. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (30) mit dem Hohlrad (40) als Gussteil ausgebildet ist.
10. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (30) Teil eines Planetengetriebes (45) der Getriebeeinrichtung (24) ist, wobei in das Hohlrad (30) Komponenten des Planetengetriebes einsetzbar sind.
11. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach Anspruch 10, wobei das Hohlrad (40) wenigstens einen innenverzahnten Zahnradring (41) umfasst, wobei in das Hohlrad wenigstens ein drehmomentübertragender Plane- tenradträger (50) der Getriebeeinrichtung (24) mit jeweils mehreren darauf aufliegenden Planetenrädern (48) einsetzbar ist.
12. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Planetenradträger (50) mittels eines Halteelements (58) am Hohlrad (40) befestigbar ist.
13. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragung von der Antriebseinrichtung (22) zu einem Sonnenrad (72) des Planetengetriebes (45) durch eine Zahnradanordnung (64) erfolgt.
14. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradanordnung (64) am Fixierelement (30) gelagert ist.
15. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zentrierelement (74) am Fixierelement (30) angebracht ist.
16. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach Anspruch 13 oder 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierelement (74) die Zahnradanordnung (64) oberseitig befestigt.
17. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) umfassend:
- eine Antriebseinrichtung (22), welche einen Elektromotor (26) für die Erzeugung eines Drehmoments umfasst; und
- eine Getriebeeinrichtung (24), welche hintereinander eine erste, eine zweite und eine dritte Getriebestufe zur Übertragung des Drehmoments umfasst, wobei die dritte Getriebestufe als Planetengetriebe ausgebildet ist und wobei ein abtriebsseitiges Getriebeelement (50) der zweiten Getriebestufe und ein dazu drehmomentschlüssig und konzentrisch angeordnetes Sonnenrad (51) des Planetengetriebes über eine erste Getriebeachse (46) an einem Planetenradträger (54) der dritten Getriebestufe angebracht ist.
18. Unterbaugruppe (20) nach Anspruch 17, wobei die erste Getriebeachse (46) an ihrem ersten Ende an einem Zentrierelement (74) und/oder an ihrem zweiten Ende am Planetenradträger (54) der dritten Getriebestufe aufgenommen ist.
19. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach Anspruch 17 oder 18, wobei die erste Getriebeachse (46) mit dem Planetenradträger (54) der dritten Getriebestufe drehfest verbunden ist.
20. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Zentrierelement (74) ein Lager (75) für die Aufnahme der ersten Getriebeachse (46) umfasst.
21. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 20, wobei das Zentrierelement (74) und ein Fixierelement (30) für die Fixierung der Antriebseinrichtung derart ausgebildet und zueinander angeordnet sind, dass sie ein käfigartiges Gebilde zur Aufnahme von Getriebekomponenten bilden.
22. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach einem der Ansprüche 17 bis 23, wobei ein Hohlrad (40) der Getriebeeinrichtung (24) einstückig mit dem Fixierelement (30) ausgebildet ist.
23. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei die erste Getriebeachse (46) mittig am Plane- tenradträger (54) der dritten Getriebestufe angeordnet ist.
24. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach einem der Ansprüche 17 bis 23, wobei am Planetenradträger (54) der dritten Getriebestufe zusätzlich Lagerachsen (53) für die Aufnahme von Planetenrädern (52) vorgesehen sind.
25. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach einem der Ansprüche 18 bis 24, wobei die erste Getriebeachse (46) an ihrem ersten Ende am Zentrierelement (74) drehbar gelagert ist.
26. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach einem der Ansprüche 17 bis 25, wobei die zweite Getriebestufe als Planetengetriebe und das abtriebsseitige Getriebeelement der zweiten Getriebestufe als Planetenradträger (50) ausgebildet sind.
27. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach Anspruch 26, wobei die erste Getriebeachse (46) zusätzlich ein Sonnenrad (72) der zweiten Getriebestufe und ein mit dem Sonnenrad (72) drehmomentschlüssig ver¬ bundenes abtriebsseitiges Getriebeelement (70) der ersten Getriebestufe lagernd aufnimmt.
28. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach Anspruch 26 oder 27, wobei die beiden Planetengetriebestufen nacheinander entlang der ersten Getriebeachse (46) angeordnet sind.
29. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 28, ferner umfassend eine zweite Ge- triebeachse (62) zur Aufnahme von Getriebekomponenten der ersten Getriebestufe, wobei die zweite Getriebeachse (62) an ihrem ersten Ende im Zentrierelement (74) und an ihrem zweiten Ende in einem Fixierelement (30) aufgenommen ist.
30. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach Anspruch 29, wobei die zweite Getriebeachse (62) an ihrem ersten Ende am Zentrierelement (74) und an ihrem zweiten Ende am Fixierelement (30) jeweils drehbar gelagert ist.
31. Unterbaugruppe (20) für einen elektromechanischen Bremsaktor (10) nach einem der Ansprüche 17 bis 30, wobei der Planetenradträger (54) und die erste Getriebeachse (46) einstückig ausgebildet sind.
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