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DE102024200959A1 - Electromechanical brake with support structure - Google Patents

Electromechanical brake with support structure

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DE102024200959A1
DE102024200959A1 DE102024200959.8A DE102024200959A DE102024200959A1 DE 102024200959 A1 DE102024200959 A1 DE 102024200959A1 DE 102024200959 A DE102024200959 A DE 102024200959A DE 102024200959 A1 DE102024200959 A1 DE 102024200959A1
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DE
Germany
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brake
support structure
control unit
housing
electromechanical brake
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Pending
Application number
DE102024200959.8A
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German (de)
Inventor
Bernd Lutz
Martin Winkler
Mark Boehm
Dietmar Kratzer
Andrej Gardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Bremse (10) für ein Kraftfahrzeug. Die elektromechanische Bremse (10) umfasst einen Elektromotor (18), über welchen ein Bremssteller zum Bremsen verstellbar ist, und ein Steuergerät (26), mit welchem der Elektromotor (18) steuerbar ist. Der Elektromotor (18) und das Steuergerät (26) sind an einem Bremssattelgehäuse (14) angebracht. An einem Gehäuse (38) des Steuergeräts (26) ist eine Stützstruktur (42) angeordnet, welche in einem montierten Zustand an einem zylindrischen Teil des Bremssattelgehäuses (14) anliegt und das Steuergerät (26) daran abstützt.The invention relates to an electromechanical brake (10) for a motor vehicle. The electromechanical brake (10) comprises an electric motor (18), via which a brake actuator can be adjusted for braking, and a control unit (26) with which the electric motor (18) can be controlled. The electric motor (18) and the control unit (26) are attached to a brake caliper housing (14). A support structure (42) is arranged on a housing (38) of the control unit (26), which, in an assembled state, rests against a cylindrical part of the brake caliper housing (14) and supports the control unit (26) thereon.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromechanische Bremse für ein Kraftfahrzeug. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, welches eine solche elektromechanische Bremse aufweist.The present invention relates to an electromechanical brake for a motor vehicle. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle having such an electromechanical brake.

Stand der TechnikState of the art

Üblicherweise ist die Betriebsbremse eine Bremse, mit welcher über Bremsflüssigkeit ein Bremskolben zusammen mit einem Bremsbelag, zum Bremsen des Fahrzeugs, auf eine Bremsscheibe gepresst wird. Die Feststellbremse ist dahingegen als eine elektromechanische Bremse ausgebildet. Im Zuge der zunehmenden Elektrifizierung von Aggregaten im Kraftfahrzeug soll auch die Betriebsbremse, als eine elektromechanische Bremse ausgebildet werden, so dass auf eine Bremsflüssigkeit und den dazugehörigen aufwändigen Ventil- und Leitungsaufbau verzichtet werden kann. Ebenso könnte durch eine solche elektromechanische Bremse der Wartungsaufwand wesentlich reduziert werden.Typically, the service brake is a brake in which a brake piston, together with a brake pad, is pressed onto a brake disc via brake fluid to brake the vehicle. The parking brake, on the other hand, is designed as an electromechanical brake. With the increasing electrification of motor vehicle components, the service brake is also to be designed as an electromechanical brake, thus eliminating the need for brake fluid and the associated complex valve and line assembly. Such an electromechanical brake could also significantly reduce maintenance requirements.

In der EP 0 944 781 B1 ist elektromechanisch betätigbare Bremse offenbart, welche zum Bremsen einen Bremsbelag an eine Bremsscheibe presst. Die Bremse umfasst dabei eine Spindeltriebeinheit, die eine Spindel und Spindelmutter aufweist, wobei die Spindel mit dem Bremsbelag verbunden ist. Die Spindelmutter ist fest mit einer Muffe verbunden, welche die Spindelmutter außenseitig umgibt. Die Muffe ist über Lager drehbar in dem Bremssattel angeordnet. In der Muffe sind Permanentmagnete angeordnet, so dass diese einen Rotor eines Elektromotors bilden. Die Muffe ist von einem Stator umgeben, über welchen der Rotor antreibbar ist. Durch entsprechende Rotation der Spindelmutter ist der Bremsbelag, zum Aufbringen einer Bremskraft, axial bewegbar.In the EP 0 944 781 B1 Disclosed is an electromechanically actuated brake which presses a brake pad against a brake disc for braking. The brake comprises a spindle drive unit having a spindle and spindle nut, the spindle being connected to the brake pad. The spindle nut is fixedly connected to a sleeve which surrounds the spindle nut on the outside. The sleeve is rotatably mounted in the brake caliper via bearings. Permanent magnets are arranged in the sleeve, forming a rotor of an electric motor. The sleeve is surrounded by a stator, via which the rotor is driven. By appropriate rotation of the spindle nut, the brake pad can be moved axially to apply a braking force.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe liegt darin, eine elektromechanische Bremse für ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei welcher ein Steuergerät der elektromechanischen Bremse einfach und wirtschaftlich befestigbar ist.The object underlying the invention is to provide an electromechanical brake for a motor vehicle in which a control unit of the electromechanical brake can be attached simply and economically.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine elektromechanische Bremse für ein Kraftfahrzeug mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The object is achieved by an electromechanical brake for a motor vehicle having the subject matter 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 für ein Kraftfahrzeug an. Die elektromechanische Bremse umfasst einen Elektromotor, über welchen ein Bremssteller zum Bremsen verstellbar ist, und ein Steuergerät, mit welchem der Elektromotor steuerbar ist. Der Elektromotor und das Steuergerät sind dabei an einem Bremssattelgehäuse angebracht. An einem Gehäuse des Steuergeräts ist eine Stützstruktur angeordnet, welche in einem montierten Zustand an einem zylindrischen Teil des Bremssattelgehäuses anliegt und das Steuergerät daran abstützt.The invention specifies an electromechanical brake for a motor vehicle. The electromechanical brake comprises an electric motor, via which a brake actuator can be adjusted for braking, and a control unit with which the electric motor can be controlled. The electric motor and the control unit are mounted on a brake caliper housing. A support structure is arranged on a housing of the control unit. In an assembled state, this support structure rests against a cylindrical part of the brake caliper housing and supports the control unit thereon.

Zum Anbringen des Steuergeräts an dem Bremssattelgehäuse muss üblicherweise aufgrund einer flächigen Form einer Steuerplatine des Steuergeräts, eine große Anbaufläche an dem Bremssattelgehäuse vorgesehen werden. Eine solche Anbaufläche benötigt jedoch viel Platz und erhöht das Gewicht der elektromechanischen Bremse. Auch ist eine solche Anbaufläche aufgrund des festeren Werkstoffs des Bremssattelgehäuses, wie beispielsweise Stahl, mit hohen Fertigungskosten verbunden.To attach the control unit to the brake caliper housing, a large mounting surface is usually required on the brake caliper housing due to the flat shape of the control unit's control board. However, such a mounting surface requires a lot of space and increases the weight of the electromechanical brake. Furthermore, such a mounting surface is associated with high manufacturing costs due to the stronger material of the brake caliper housing, such as steel.

Durch das Verwenden einer Stützstruktur, welche sich direkt an einem zylindrischen Teil des Bremssattelgehäuses abstützt, kann auf eine solche Anbaufläche verzichtet werden. Eine Befestigung des Steuergeräts an dem Bremssattelgehäuse wird dadurch vereinfacht. Auch können mit einer solchen elektromechanischen Bremse, Bauraum und Gewicht reduziert werden und das Bremssattelgehäuse wirtschaftlicher hergestellt werden.By using a support structure that rests directly on a cylindrical part of the brake caliper housing, such a mounting surface is eliminated. This simplifies the attachment of the control unit to the brake caliper housing. Such an electromechanical brake also allows for reduced installation space and weight, making the brake caliper housing more cost-effective to manufacture.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind das Gehäuse des Steuergeräts und die Stützstruktur einteilig ausgebildet. Eine einteilige Ausbildung der Stützstruktur mit dem Gehäuse des Steuergeräts hat den Vorteil, dass eine Anzahl an Bauteilen reduziert werden kann. Auch muss die Stützstruktur nicht erst noch an dem Bremssattelgehäuse oder dem Gehäuse des Steuergeräts befestigt werden. Durch eine einteilige Ausbildung können zudem die Herstellungskosten reduziert werden, da das Gehäuse des Steuergeräts und die Stützstruktur in einem Arbeitsschritt hergestellt werden. Auch bei der Montage ist kein zusätzlicher Montageschritt notwendig.In a preferred embodiment of the invention, the control unit housing and the support structure are formed as a single piece. A single-piece design of the support structure with the control unit housing has the advantage of reducing the number of components. Furthermore, the support structure does not need to be first attached to the brake caliper housing or the control unit housing. A single-piece design also reduces manufacturing costs, as the control unit housing and the support structure are manufactured in a single step. No additional assembly steps are required during assembly.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung sind das Gehäuse des Steuergeräts und die Stützstruktur aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet. Durch eine Ausbildung des Gehäuses des Steuergeräts und der Stützstruktur aus einem Kunststoffmaterial kann das Gewicht für ein solches Bauteile reduziert werden. Entsprechend ist auch die ungefederte Masse am Fahrzeugrad reduziert, wodurch der Fahrkomfort gesteigert wird. Darüber hinaus lassen sich diese Bauteile einfach im Wege eines Spritzgussverfahrens herstellen, sodass die Herstellungskosten reduziert werden können. Auch sind die Materialkosten für Kunststoff wesentlich günstiger im Vergleich zu anderen Materialien, sodass die elektromechanische Bremse wirtschaftlicher herstellbar ist.In a further preferred embodiment of the invention, the housing of the control unit and the support structure are made of a plastic material. By making the housing of the control unit and the support structure of a plastic material, the weight of such a component can be reduced. Accordingly, the unsprung mass on the vehicle wheel is also reduced, thereby increasing ride comfort. Furthermore, these components can be easily manufactured using an injection molding process, thus reducing manufacturing costs. The material costs for plastic are also significantly lower compared to other materials. so that the electromechanical brake can be manufactured more economically.

Vorzugsweise sind das Gehäuse des Steuergeräts und die Stützstruktur aus einem Aluminium Druckguss Material ausgebildet. Ein Aluminium Druckguss Material hat den Vorteil, dass durch dieses eine höhere Festigkeit erreichbar ist als mit einem Kunststoffmaterial. Zusätzlich ist über das Aluminium Druckguss Material eine Wärmeableitung verbessert.Preferably, the housing of the control unit and the support structure are made of a die-cast aluminum material. This aluminum material has the advantage of achieving greater strength than a plastic material. Furthermore, the aluminum die-cast material improves heat dissipation.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Stützstruktur durch eine Rippenstruktur ausgebildet. Eine Rippenstruktur hat den Vorteil, dass durch geringen Materialeinsatz eine hohe Festigkeit erzielbar ist. Entsprechend kann durch eine solche Struktur Gewicht reduziert und Materialkosten eingespart werden. In an advantageous further development, the support structure is formed by a ribbed structure. A ribbed structure has the advantage of achieving high strength with minimal material usage. Accordingly, such a structure can reduce weight and save material costs.

Vorteilhafterweise ist die Stützstruktur aus parallel zueinander angeordneten Querrippen gebildet, welche über versetzt zueinander angeordnete Längsrippen miteinander verbunden sind. Benachbarte Längsrippen fluchten somit nicht zueinander. Mit anderen Worten bilden die Längsrippen mit den Querrippen jeweils eine T-förmige Struktur. Dadurch wird eine Massenanhäufung an Schnittstellen zwischen den Längsrippen und den Querrippen vermieden. Eine solche Ausbildung ist insbesondere bei einem Spritzgussverfahren vorteilhaft, da sich die Stützstruktur an solchen Schnittstellen, durch verbesserte Wärmeabgabe, schneller verfestigt. Entsprechend kann die Stützstruktur früher aus der Spritzgussform entformt werden, sodass die Produktionszeit reduziert wird. Auch kommt es durch Vermeidung solcher Massenanhäufungen, durch eine verzögerte Verfestigung, nicht zu einem nachträglichen Verzug an dem Bauteil. Eine Genauigkeit in der Herstellung wird dadurch verbessert.Advantageously, the support structure is formed from transverse ribs arranged parallel to one another, which are connected to one another via offset longitudinal ribs. Adjacent longitudinal ribs are therefore not aligned with one another. In other words, the longitudinal ribs form a T-shaped structure with the transverse ribs. This prevents mass accumulation at the interfaces between the longitudinal ribs and the transverse ribs. Such a design is particularly advantageous in an injection molding process, since the support structure solidifies more quickly at such interfaces due to improved heat dissipation. Accordingly, the support structure can be demolded from the injection mold earlier, thus reducing production time. By avoiding such mass accumulation, delayed solidification does not lead to subsequent distortion of the component. Manufacturing accuracy is thus improved.

Die Erfindung gibt zusätzlich ein Kraftfahrzeug an, welches eine solche elektromechanische Bremse aufweist. Ein solches Kraftfahrzeug weist die zuvor beschriebenen Vorteile und Eigenschaften auf.The invention also provides a motor vehicle having such an electromechanical brake. Such a motor vehicle has the advantages and properties described above.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

  • 1 Perspektivische Darstellung einer elektromechanischen Bremse nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
  • 2 Perspektivische Darstellung der Stützstruktur nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Embodiments of the invention are illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description. It shows:
  • 1 Perspective view of an electromechanical brake according to an embodiment of the invention, and
  • 2 Perspective view of the support structure according to an embodiment of the invention.

In 1 ist eine perspektivische Darstellung einer elektromechanischen Bremse 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die elektromechanische Bremse 10 umfasst ein Bremssattelgehäuse 14, an welchem ein Elektromotor 18 angebracht ist, über den ein Bremssteller (nicht gezeigt) zum Bremsen des Kraftfahrzeugs axial beweglich ist. Das Bremssattelgehäuse 14 ist dabei im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Dem Bremssattelgehäuse 14 nachgeordnet ist eine Bremszange 22 vorgesehen. In 1 A perspective view of an electromechanical brake 10 according to an exemplary embodiment of the invention is shown. The electromechanical brake 10 comprises a brake caliper housing 14, to which an electric motor 18 is mounted, via which a brake actuator (not shown) is axially movable for braking the motor vehicle. The brake caliper housing 14 is essentially cylindrical. A brake caliper 22 is provided downstream of the brake caliper housing 14.

Zusätzlich ist am Bremssattelgehäuse 14 ein Steuergerät 26 angeordnet, über welches der Elektromotor 18 steuerbar ist. Zur Befestigung des Steuergeräts 26 an dem Bremssattelgehäuse 14, bildet das Bremssattelgehäuse 14 eine Montagefläche 30 aus, an welcher das Steuergerät 26 über Halteklammern 34 befestigt ist. Ein Gehäuse 38 des Steuergeräts 26 bildet eine Stützstruktur 42 aus, welche in einem montierten Zustand an dem Bremssattelgehäuse 14 anliegt. Über diese Stützstruktur 42 ist das Steuergerät 26 an dem Bremssattelgehäuse 14 abgestützt. Durch die Stützstruktur 42 kann somit die Montagefläche 30 kleiner ausgebildet werden, da Vibrationen zwischen dem Steuergerät 26 und dem Bremssattelgehäuse 14 über die Stützstruktur 42 abgefangen werden. Eine mechanische Belastung auf die Montagefläche 30 kann dadurch reduziert werden.Additionally, a control unit 26 is arranged on the brake caliper housing 14, via which the electric motor 18 can be controlled. To attach the control unit 26 to the brake caliper housing 14, the brake caliper housing 14 forms a mounting surface 30, to which the control unit 26 is fastened via retaining clips 34. A housing 38 of the control unit 26 forms a support structure 42, which, in an assembled state, rests against the brake caliper housing 14. The control unit 26 is supported on the brake caliper housing 14 via this support structure 42. The support structure 42 thus allows the mounting surface 30 to be made smaller, since vibrations between the control unit 26 and the brake caliper housing 14 are absorbed by the support structure 42. Mechanical stress on the mounting surface 30 can thereby be reduced.

2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Stützstruktur 42 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dieser Figur ist zu sehen, dass die Stützstruktur 42 einteilig mit dem Gehäuse 38 des Steuergeräts 26 ausgebildet ist. Die Stützstruktur 42 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Rippenstruktur auf. Die Rippenstruktur ist dabei durch mehrere parallel zueinander angeordnete Querrippen 46 gebildet, welche über Längsrippen 50 miteinander verbunden sind. Die Längsrippen 50 zwischen den Querrippen 46 sind dabei zueinander versetzt angeordnet. Dadurch werden Massenanhäufungen zwischen den Querrippen 46 und den Längsrippen 50 vermieden, wodurch die Fertigung verbessert wird. 2 shows a perspective view of the support structure 42 according to an exemplary embodiment of the invention. This figure shows that the support structure 42 is formed integrally with the housing 38 of the control unit 26. In the exemplary embodiment shown, the support structure 42 has a rib structure. The rib structure is formed by a plurality of transverse ribs 46 arranged parallel to one another, which are connected to one another via longitudinal ribs 50. The longitudinal ribs 50 between the transverse ribs 46 are arranged offset from one another. This prevents mass accumulation between the transverse ribs 46 and the longitudinal ribs 50, thereby improving production.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Querrippen 46 einen Radius 54 auf, welcher dem Radius des zylindrischen Bremssattelgehäuses 14 entspricht. Das Steuergerät 26 kann somit über die Stützstruktur 42 optimal an dem zylindrisch ausgebildeten Bremssattelgehäuse 14 abgestützt werden.In the illustrated embodiment, the transverse ribs 46 have a radius 54 corresponding to the radius of the cylindrical brake caliper housing 14. The control unit 26 can thus be optimally supported on the cylindrical brake caliper housing 14 via the support structure 42.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0 944 781 B1 [0003]EP 0 944 781 B1 [0003]

Claims (7)

Elektromechanische Bremse (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Elektromotor (18), über welchen ein Bremssteller zum Bremsen verstellbar ist, und ein Steuergerät (26), mit welchem der Elektromotor (18) steuerbar ist, wobei der Elektromotor (18) und das Steuergerät (26) an einem Bremssattelgehäuse (14) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Gehäuse (38) des Steuergeräts (26) eine Stützstruktur (42) angeordnet ist, welche in einem montierten Zustand an einem zylindrischen Teil des Bremssattelgehäuses (14) anliegt und das Steuergerät (26) daran abstützt.Electromechanical brake (10) for a motor vehicle, comprising an electric motor (18), via which a brake actuator can be adjusted for braking, and a control unit (26) with which the electric motor (18) can be controlled, wherein the electric motor (18) and the control unit (26) are attached to a brake calliper housing (14), characterized in that a support structure (42) is arranged on a housing (38) of the control unit (26), which support structure, in an assembled state, rests against a cylindrical part of the brake calliper housing (14) and supports the control unit (26) thereon. Elektromechanische Bremse (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (38) des Steuergeräts (26) und die Stützstruktur (42) einteilig ausgebildet sind.Electromechanical brake (10) according to Claim 1 , characterized in that the housing (38) of the control device (26) and the support structure (42) are formed in one piece. Elektromechanische Bremse (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (38) des Steuergeräts (26) und die Stützstruktur (42) aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet sind.Electromechanical brake (10) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the housing (38) of the control device (26) and the support structure (42) are formed from a plastic material. Elektromechanische Bremse (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (38) des Steuergeräts (26) und die Stützstruktur (42) aus einem Aluminium Druckguss Material ausgebildet sind.Electromechanical brake (10) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the housing (38) of the control device (26) and the support structure (42) are formed from a die-cast aluminum material. Elektromechanische Bremse (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur (42) durch eine Rippenstruktur ausgebildet ist.Electromechanical brake (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the support structure (42) is formed by a rib structure. Elektromechanische Bremse (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur (42) aus parallel zueinander angeordneten Querrippen (46) gebildet ist, welche über versetzt zueinander angeordnete Längsrippen (50) miteinander verbunden sind.Electromechanical brake (10) according to Claim 5 , characterized in that the support structure (42) is formed from transverse ribs (46) arranged parallel to one another, which are connected to one another via longitudinal ribs (50) arranged offset from one another. Kraftfahrzeug umfassend eine elektromechanische Bremse (10) nach einem der vorherigen Ansprüche.Motor vehicle comprising an electromechanical brake (10) according to one of the preceding claims.
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