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Technisches Gebiet
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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 elektromechanisch betriebene Betriebsbremse vorgesehen ist.
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Hintergrund
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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.
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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.
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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 Planetengetriebe 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.
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Die stabile mechanische Einbindung der Getriebekomponenten eines elektromechanischen 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.
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Kurzer Abriss
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, einen verbesserten Aufbau für einen elektromechanischen Bremsaktor anzugeben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Das Hohlrad kann Teil eines Taumelscheibengetriebes sein, in das z. B. eine Taumelscheibe hingesetzt werden kann. Das Hohlrad kann auch ein Teil eines Planetengetriebes 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.
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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.
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Die Übertragung des Drehmoments zwischen dem Elektromotor auf der Antriebsseite und dem Planetengetriebe auf der Abtriebsseite 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 Sonnenrad des Planetengetriebes 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 am Sonnenrad kraftschlüssig befestigten zweiten Riemenrad eingespannt ist.
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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.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Aspekte der hier beschriebenen Unterbaugruppe für einen elektromechanischen Bremsaktor ergeben sich aus den nachfolgenden Zeichnungen. Es zeigen:
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1 eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Baugruppe eines elektromechanischen Bremsaktors;
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2 eine Explosionsdarstellung einer Unterbaugruppe der Baugruppe gemäß 1;
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3 eine perspektivische Darstellung der montierten Unterbaugruppe des elektromechanischen Bremsaktors gemäß 2;
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4 eine erste Schnittansicht der Baugruppe des elektromechanischen Bremsaktors gemäß 1;
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5 eine zweite Schnittansicht (Draufsicht) der Baugruppe des elektromechanischen Bremsaktors gemäß 1; und
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6 eine dritte Schnittansicht der Baugruppe des elektromechanischen Bremsaktors gemäß 1.
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Detaillierte Beschreibung
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer Baugruppe eines elektromechanischen 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 elektromechanische Bremsaktor beim Einbau beliebig (z. B. seitlich liegend) ausgerichtet sein kann.
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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 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.
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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.
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Die für die Erzeugung eines Drehmoments vorgesehene Antriebseinheit 22 und die zur Übertragung des Drehmoments vorgesehene Getriebeeinheit 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 korrespondierenden 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 4, 5 und 6 weiter unten.
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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.
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2 veranschaulicht in Form einer Explosionsdarstellung die einzelnen Bauteile der Unterbaugruppe 20. Die Unterbaugruppe 20 umfasst im Wesentlichen die Antriebseinrichtung 22, welche einen Elektromotor 26 und eine Antriebswelle 28 besitzt, und die Getriebeeinrichtung 24, welche mit einer Zahnradanordnung 64 und einem Planetengetriebe 45 ausgebildet ist. Außerdem umfasst die Unterbaugruppe 20 ein Fixierelement, 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.
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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.
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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 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.
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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 (abtriebsseitige) Zahnradring 42 einen größeren Durchmesser aufweist. Diese Abstufung 44 wird beispielsweise für die Befestigung des Halteelements 58 benutzt.
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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 Getriebeeinheit 45 angeordnet, zentriert 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.
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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.
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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.
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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 Getriebeachse 62 und eine an der Oberseite des Trägerelements 30 vorgesehenen Nabe (in 6 dargestellt, in 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.
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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 6 sichtbar). Das Sonnenrad 72 weist eine konzentrisch Innenöffnung auf, durch welche eine Getriebeachse 46 des Planetengetriebes 45 durchgeführt werden kann.
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Zur stabilen Befestigung und 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 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.
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Das Planetengetriebe 45 ist in die Unterseite des Hohlrads 40 eingesetzt. Dabei werden zunächst die beiden Getriebestufen, welche koaxial zueinander angeordnet sind, extern montiert. Die erste Stufe umfasst einen ersten Planetenradträger 50, auf dem drei formgleiche Planetenräder 48 (in 2 sind nur zwei Planetenräder sichtbar) koaxial angeordnet und über jeweilige Achsen (nicht sichtbar) drehbar gelagert sind. Auf der Rückseite des ersten Planetenradträgers 50 ist ein weiteres Sonnenrad (in 2 nicht sichtbar) konzentrisch und drehmomentschlüssig angebracht, welches formschlüssig mit vier identischen Planetenrädern 52 (in 5 sichtbar, in 2 sind nur zwei Planetenräder dargestellt) in Verbindung steht. Die Planetenräder 52 liegen jeweils über stiftförmige Achsen (in 2 nicht dargestellt) auf einem zweiten Planetenradträger 54 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 2 nich sichtbar) in Verbindung steht.
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Die in das Hohlrad 40 eingesetzten Komponenten des Planetengetriebes 45 werden 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 6 sichtbar).
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Anhand von 3 wird das Zusammenwirken der in 2 beschriebenen Bauteile der Unterbaugruppe 20 ersichtlich. Die Unterbaugruppe 20 ist in 3 im montierten Zustand perspektivisch dargestellt.
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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 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.
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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.
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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.
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Anhand von 2 und 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. 4 zeigt dabei eine erste Schnittansicht entlang einer ersten Richtung der Baugruppe 10 gemäß der perspektivischen Darstellung in 1.
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Die zwei Auflageelemente 36 weisen einen identischen Aufbau auf. Sie sind schaufelförmig ausgebildet und umfassen jeweils eine leicht abgeschrägte Auflagefläche 36a in vertikaler Richtung, eine weitere Auflagefläche 36b in horizontaler Richtung sowie zwei begrenzende Seitenflächen (in 2 aber nicht in 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.
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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 Auflagefläche 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.
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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.
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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.
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Der einfache Aufbau der zweiten Montiereinrichtung 13 ist in 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 spiegelförmig zueinander stehen und für die Aufnahme je eines der Dämpfungselemente 38 vorgesehen sind.
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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. 2). Alternativ sind auch quaderförmige Dämpfungselemente 38 in die Kavität einsetzbar.
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4 und 5 zeigen die Befestigung der Unterbaugruppe 20 im Gehäuseunterteil 12 mittels der beiden Montiereinrichtungen 13 und 35. Dabei zeigt 5 in einer zweiten Schnittansicht (Draufsicht) die Aufnahme der jeweiligen Dämpfungselemente 38 durch die Baugruppe 10.
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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 Dämpfungselement 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 (4 und 5), wodurch eine hohe Stabilität der dämpfenden Verbindung in vertikaler sowie in horizontalen Richtungen gewährleistet ist.
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Alternativ zu der oben beschriebenen Montage der Unterbaugruppe 20 im Gehäuseunterteil 12 werden zunächst die zwei Dämpfungselemente 38 jeweils in die quaderförmigen 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.
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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 4 und 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.
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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 Gehäuseunterteil 12 und der Getriebeeinrichtung 24 bzw. der Antriebseinrichtung 22 entsteht so ein Spalt. Dem Gehäuse 11 kommen mit anderen Worten keine weiteren Zentrier- oder Fixierfunktionen zu. Dadurch wird die Montage der Baugruppe 10 deutlich vereinfacht, da beispielsweise leichte Verformungen durch das Verschweißen des Gehäuseunterteils 12 mit dem Gehäuseoberteil 16 unkritisch sind. Durch die Kopplung an das Spindelgetriebe (in 6 nicht sichtbar) über den abtriebsseitigen Zapfen 57 weist die Unterbaugruppe zwangsläufig einen dritten, getriebeseitigen Auflagepunkt auf.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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