DE102023200502A1 - Electromechanical brake - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Bremse (4) umfassend eine Betätigungseinheit (8), welche über eine Getriebeeinheit (28) auf einen Bremssteller (36) wirkt, so dass durch Einbringen einer Ansteuerkraft an der Getriebeeinheit (28) an dem mit der Getriebeeinheit (28) verbundenen Bremssteller (36) eine Bremskraft erzeugbar ist. Die Getriebeeinheit ist ein Kniehebelgetriebe (28), welches mehrere Hebelglieder (52, 56, 64) aufweist, wobei jedes Hebelglied (52, 56, 64) aus einer entsprechend der benötigten Bremskraft variierbaren Anzahl an Hebelgliedelementen (52a-f, 56a-f) gebildet ist. The invention relates to an electromechanical brake (4) comprising an actuating unit (8) which acts on a brake actuator (36) via a gear unit (28), so that by introducing a control force on the gear unit (28) a braking force can be generated on the brake actuator (36) connected to the gear unit (28). The gear unit is a toggle lever mechanism (28) which has a plurality of lever members (52, 56, 64), each lever member (52, 56, 64) being formed from a number of lever member elements (52a-f, 56a-f) which can be varied in accordance with the required braking force.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromechanische Bremse und eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug, welche eine solche elektromechanische Bremse aufweist.The present invention relates to an electromechanical brake and a braking system for a motor vehicle having such an electromechanical brake.
Stand der TechnikState of the art
Derartige Bremsvorrichtungen sind im Stand der Technik bekannt. Anders als bei einer klassischen hydraulischen Bremse, werden bei einer elektromechanischen Bremsvorrichtung Bremsbeläge mittels einer elektromechanischen Spannvorrichtung mit einer Kraft in Richtung des jeweiligen Reibpartners beaufschlagt, um das gewünschte Verzögerungsmoment zu erzeugen.Such braking devices are known in the state of the art. Unlike a classic hydraulic brake, in an electromechanical braking device, brake pads are subjected to a force in the direction of the respective friction partner by means of an electromechanical tensioning device in order to generate the desired deceleration torque.
Eine elektromechanische Bremsvorrichtung ist auch aus der
Aufgrund von unterschiedlichen Fahrzeuggewichten wird für jedes Fahrzeug eine unterschiedliche Bremskraft benötigt. Durch die unterschiedliche Bremskraft werden die Komponenten der elektromechanischen Bremse unterschiedlich beansprucht. Es ist somit für verschiedene Fahrzeuge notwendig, unterschiedliche elektromechanischen Bremsen zu dimensionieren und zu fertigen, was häufig mit höheren Kosten einhergeht.Due to different vehicle weights, a different braking force is required for each vehicle. The different braking force places different demands on the components of the electromechanical brake. It is therefore necessary to dimension and manufacture different electromechanical brakes for different vehicles, which often entails higher costs.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe liegt darin, eine elektromechanische Bremse anzugeben, welche wirtschaftlich für unterschiedliche Bremskräfte einsetzbar ist.The object underlying the invention is to provide an electromechanical brake which can be used economically for different braking forces.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine elektromechanische Bremse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The object is achieved by an electromechanical brake having the features of patent claim 1. Preferred embodiments can be found in the dependent claims.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung gibt eine elektromechanische Bremse mit einer Betätigungseinheit an. Die Betätigungseinheit wirkt über eine Getriebeeinheit auf einen Bremssteller, so dass durch Einbringen einer Ansteuerkraft an der Getriebeeinheit an dem mit der Getriebeeinheit verbundenen Bremssteller eine Bremskraft erzeugbar ist. Die Getriebeeinheit ist dabei ein Kniehebelgetriebe, welches mehrere Hebelglieder aufweist. Jedes Hebelglied ist aus einer entsprechend der benötigten Bremskraft variierbaren Anzahl an Hebelgliedelementen gebildet.The invention provides an electromechanical brake with an actuating unit. The actuating unit acts on a brake actuator via a gear unit, so that by applying a control force to the gear unit, a braking force can be generated on the brake actuator connected to the gear unit. The gear unit is a toggle lever mechanism which has several lever links. Each lever link is formed from a number of lever link elements which can be varied according to the required braking force.
Eine Betätigungseinheit im Sinne der Erfindung ist eine Einheit, welche eine Kraft auf die Getriebeeinheit aufbringt. Zusätzlich zu einem beispielsweise Elektromotor, kann die Betätigungseinheit auch weitere Bauteile aufweisen. Der Bremssteller kann dabei jedes Bauteil sein, mit welchem eine Bremskraft auf eine Bremsscheibe aufbringbar ist. Vorteilhafterweise ist der Bremssteller in Form eines Bremskolbens ausgebildet. Alternativ kann der Bremssteller auch als Platte ausgebildet sein, an welcher ein Bremsbelag angebracht ist.An actuating unit in the sense of the invention is a unit that applies a force to the gear unit. In addition to an electric motor, for example, the actuating unit can also have other components. The brake actuator can be any component with which a braking force can be applied to a brake disc. The brake actuator is advantageously designed in the form of a brake piston. Alternatively, the brake actuator can also be designed as a plate to which a brake pad is attached.
Hebelglieder sind dabei die Teile, welche das Kniehebelgetriebe ausbilden. Entsprechend der Erfindung ist dabei jedes Hebelglied aus Hebelgliedelementen ausgebildet. Das Hebelglied kann dabei lediglich ein einziges Hebelgliedelement, als auch eine Mehrzahl an Hebelgliedelementen aufweisen. Die Anzahl Hebelgliedelementen wird dabei entsprechend der zu erwartenden Bremskraft gewählt, so dass bei höherer Bremskraft mehr Hebelgliedelementen vorhanden sind, als bei einer niedrigeren Bremskraft. Entsprechend muss das Design des Kniehebelgetriebes bei verschiedenen Bremskräften nicht geändert werden. Es wird vielmehr lediglich die Anzahl an Hebegliedelementen angepasst. Dadurch kann auf einfache und wirtschaftliche Weise das Kniehebelgetriebe für verschiedene Anforderungen angepasst werden. Entwicklungskosten für eine solche elektromechanische Bremse für verschiedene Bremskräfte werden dadurch wesentlich reduziert.Lever links are the parts that form the toggle lever mechanism. According to the invention, each lever link is made up of lever link elements. The lever link can have just a single lever link element or a plurality of lever link elements. The number of lever link elements is selected according to the expected braking force, so that there are more lever link elements with a higher braking force than with a lower braking force. Accordingly, the design of the toggle lever mechanism does not have to be changed for different braking forces. Instead, only the number of lever link elements is adjusted. This means that the toggle lever mechanism can be adapted to different requirements in a simple and economical way. Development costs for such an electromechanical brake for different braking forces are thus significantly reduced.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Kniehebelgetriebe als ein Doppelkniehebelgetriebe ausgebildet. Ein Doppelkniehebelgetriebe besteht aus zwei einzelnen Kniehebelgetrieben. Dieses hat den Vorteil, dass die Hebelkräfte zweier Kniehebelgetriebe sich addieren, so dass eine hohe Bremskraft erzielbar ist. Zudem sind die Kniehebel vorteilhafterweise mit dem Kniebereich gegeneinander ausgerichtet. Dadurch kann mittig eine Kraft eingebracht werden, die auf beide einzelnen Kniehebelgetriebe wirkt. Die Kraft kann dadurch parallel zu einer Bewegungsrichtung des Bremsstellers eingebracht werden.In a preferred embodiment of the invention, the toggle lever mechanism is designed as a double toggle lever mechanism. A double toggle lever mechanism consists of two individual toggle lever mechanisms. This has the advantage that the lever forces of two toggle lever mechanisms add up, so that a high braking force can be achieved. In addition, the toggle levers are advantageously aligned with the knee area against each other. This allows a force to be introduced centrally that acts on both individual toggle lever mechanisms. The force can therefore be introduced parallel to a direction of movement of the brake actuator.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Hebelgliedelemente als blechartige Bauteile ausgebildet. Als blechartige Bauteile werden dabei Teile verstanden, deren Breite und Länge wesentlich größer ist als die Dicke. Die Teile können dadurch einfach im Rahmen eines Stanzverfahrens hergestellt werden, so dass auf ein aufwändiges und teures Fräsverfahren verzichtet werden kann. Die Hebelgliedelemente können dadurch wirtschaftlicher hergestellt werden. Blechartige Bauteile haben zudem den Vorteil, dass sie eine flache Seite aufweisen, an welcher die Hebelgliedelemente aneinander anliegen können. Dadurch können die Hebelgliedelemente platzsparend aneinander angeordnet werden.In a further preferred embodiment of the invention, the lever link elements are designed as sheet metal components. Sheet metal components are understood to be parts whose width and Length is significantly greater than the thickness. The parts can therefore be manufactured simply using a punching process, so that a complex and expensive milling process can be dispensed with. The lever link elements can therefore be manufactured more economically. Sheet metal components also have the advantage of having a flat side on which the lever link elements can rest against one another. This means that the lever link elements can be arranged next to one another in a space-saving manner.
Vorzugsweise weisen alle blechartigen Bauteile des jeweiligen Hebelgliedes die gleiche Dicke auf. Es sind somit alle Hebelgliedelemente des gleichen Hebelgliedes mit der gleichen Dicke ausgebildet. Die Bremskraft kann somit durch Hinzufügen weiterer Hebelgliedelemente dosiert erhöht werden. Vorteilhafterweise weisen diese auch die gleiche Länge und Form auf. Für ein Hebelglied ist somit lediglich ein einziger Typ an Hebelgliedelementen notwendig. Dadurch werden die Herstellungs- und Lagerkosten reduziert.Preferably, all sheet metal components of the respective lever link have the same thickness. This means that all lever link elements of the same lever link are designed with the same thickness. The braking force can thus be increased in a controlled manner by adding further lever link elements. These also advantageously have the same length and shape. This means that only a single type of lever link element is required for a lever link. This reduces manufacturing and storage costs.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weisen alle blechartigen Bauteile jedes Hebelgliedes die gleiche Dicke auf. Alle Hebelgliedelemente des Kniehebelgetriebes weisen somit die gleiche Dicke auf. Dadurch können die Hebelgliedelemente an den Verbindungspunkten abwechselt übereinander angeordnet werden, ohne dass es zu Höhenunterschieden kommt. Die Hebelgliedelemente können dadurch symmetrisch angeordnet werden, so dass die Ansteuerkraft besser in die Kniehebelgetriebe eingeleitet werden kann.In an advantageous further development, all sheet metal components of each lever link have the same thickness. All lever link elements of the toggle lever mechanism therefore have the same thickness. This means that the lever link elements can be arranged alternately one above the other at the connection points without there being any differences in height. The lever link elements can therefore be arranged symmetrically so that the control force can be better introduced into the toggle lever mechanism.
Vorteilhafterweise weisen alle Hebelgliedelemente aller Hebelglieder die gleiche Länge und Form auf. Alle Hebelgliedelemente sehen dadurch gleich aus. Es ist somit lediglich ein einziger Typ an Hebelgliedelementen zu fertigen. Diese Hebelgliedelemente können somit für alle Hebelglieder verwendet werden, so dass die Herstellungs- und Lagerkosten für die Hebelgliedelemente nochmals wesentlich reduziert werden können.Advantageously, all lever link elements of all lever links have the same length and shape. All lever link elements therefore look the same. Only one type of lever link element needs to be manufactured. These lever link elements can therefore be used for all lever links, so that the manufacturing and storage costs for the lever link elements can be significantly reduced.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist zwischen dem Kniehebelgetriebe und einem Bremsbelag eine Einrichtung zur Nachstellung eines Belagverschleißes angeordnet. Über eine solche Einrichtung wird ein Steller entsprechend dem Verschleiß verschoben. Der Bremsbelagverschleiß wird dadurch ausgeglichen. Die von dem Kniehebelgetriebe aufgebrachte Kraft-Weg-Kurve bleibt somit über die gesamte Lebensdauer konstant. Entsprechend wird bei gleicher Ansteuerkraft über die Lebensdauer die gleiche Bremskraft erzeugt.In a further advantageous embodiment, a device for adjusting pad wear is arranged between the toggle lever mechanism and a brake pad. An actuator is moved by such a device according to the wear. The brake pad wear is thereby compensated. The force-displacement curve applied by the toggle lever mechanism thus remains constant over the entire service life. Accordingly, with the same control force, the same braking force is generated over the service life.
Es wird zusätzlich eine Bremsanlage angegeben, welche eine solche elektromechanische Bremse aufweist. Mit einer solchen Bremsanlage werden im Wesentlichen die zuvor genannten Vorteile erzielt.A braking system is also specified which has such an electromechanical brake. With such a braking system, the previously mentioned advantages are essentially achieved.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
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1 Elektromechanische Bremse nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
2 Detaildarstellung eines Doppelkniehebelgetriebes nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
3 Perspektivische Ansicht des in2 gezeigten Doppelkniehebelgetriebes für kleine Bremskräfte, und -
4 Perspektivische Ansicht des in2 gezeigten Doppelkniehebelgetriebes für große Bremskräfte.
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1 Electromechanical brake according to an embodiment of the invention, -
2 Detailed view of a double toggle lever mechanism according to an embodiment of the invention, -
3 Perspective view of the2 shown double toggle lever mechanism for small braking forces, and -
4 Perspective view of the2 shown double toggle lever transmission for high braking forces.
In
In dem Ausführungsbeispiel ist die Getriebeeinheit 28 als ein Doppelkniehebelgetriebe ausgebildet. In der gezeigten Figur ist der übersichtlichkeitshalber lediglich eine Seite des Doppelkniehebelgetriebes 28 gezeigt. Das Doppelkniehebelgetriebe 28 ist an einer zur Betätigungseinheit 8 zugewandten Seite mit einem feststehenden Gehäusebauteil 32 verbunden. Das Gehäusebauteil 32 kann dabei ein Bremssattel der elektromechanischen Bremse 4 sein. An einer dazu entgegengesetzten Seite des Doppelkniehebelgetriebes 28, ist dieses mit einem axial bewegbaren Bremssteller 36 verbunden. Der Bremssteller 36 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Platte ausgebildet.In the exemplary embodiment, the
Zwischen dem Bremssteller 36 und einem Bremsbelag 40 ist eine Einrichtung 44 zum Nachstellen eine Belagverschleißes angeordnet. Dadurch kann an einer Bremsscheibe 48 dauerhaft eine über das Doppelkniehebelgetriebe 28 gleichbleibende Kraft-Weg Übersetzung erzeugt werden. Entsprechend bleibt die an der Bremsscheibe 48 aufgebracht Bremskraft, bei einem bestimmten Weg der Betätigungseinheit 8, gleich.A
In dieser Figur ist zusätzlich gezeigt, dass sowohl die Kraft-Hebelglieder 52, 56 als auch die Steuer-Hebelglieder 64 die gleiche Form als auch die gleiche Länge L aufweisen. In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008042778 B4 [0003]DE 102008042778 B4 [0003]
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