DE112019005759T5

DE112019005759T5 - Elektromechanisches aktuatorpaket zum betätigen einer bremsanordnung

Info

Publication number: DE112019005759T5
Application number: DE112019005759.6T
Authority: DE
Inventors: Daniel Smith; Galus Chelaidite
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2018-11-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2021-08-19
Also published as: KR20210077000A; DE112019005763T5; CN113039373B; CN113039373A; CN113039374B; WO2020101445A1; KR102773651B1; KR102752555B1; KR20210076991A; CN113039115B; DE112019005756T5; KR20210077002A; CN113056860A; CN113056403B; CN113039115A; KR102760920B1; CN113039374A; KR20210072124A; DE112019005764T5; CN113056403A

Abstract

Ein elektromechanisches Aktuatorpaket zum Betätigen einer Bremsanordnung, dazu ausgelegt, eine Fahrzeugbremse zu betätigen, umfasst: einen Motor; ein betreibbar mit dem Motor verbundenes Differenzial, wobei das Differenzial eine Riemenscheibe und einen Ausgang umfasst, der mit der Bremsanordnung verbindbar ist; und einen Sperrmechanismus, der dazu ausgelegt ist, die Riemenscheibe des Differenzials zu sperren, wobei der Sperrmechanismus umfasst: eine Basis, dazu ausgelegt, bewegbar zu sein, eine Vielzahl von Vorsprüngen, die von der bewegbaren Basis vorstehen, wobei die Vorsprünge einen ersten Vorsprung und einen zweiten Vorsprung umfassen, wobei mindestens ein Teil der Riemenscheibe zwischen dem ersten und zweiten Vorsprung, die von der bewegbaren Basis vorstehen, positioniert ist, eine Elektromagnetanordnung, die mindestens einem der Vorsprünge benachbart angeordnet ist, wobei die Elektromagnetanordnung mindestens einem der Vorsprünge betreibbar zugeordnet ist, und eine oder mehrere Federn, die betreibbar an die bewegbare Basis und/oder mindestens einen der Vorsprünge gekoppelt sind.

Description

Technisches Gebiet
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen ein elektrisch betätigtes Bremssystem und insbesondere ein elektromechanisches Aktuatorpaket zum Antreiben einer Bremsanordnung, beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, eines Bremssattels.
Stand der Technik
Ein Bremssystem für ein Motorfahrzeug, und insbesondere ein automobiles Fahrzeug, reduziert funktional die Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder hält das Fahrzeug in einer Ruheposition. Verschiedene Typen von Bremssystemen werden in automobilen Fahrzeugen allgemein verwendet, einschließlich hydraulischer, Antiblockier- oder „ABS-“ sowie elektrischer oder „Brake-by-Wire-“ („Bremsen-per-Kabel-“) Systeme. Beispielsweise überträgt in einem hydraulischen Bremssystem das Hydraulikfluid Energie von einem Bremspedal zu einem Bremsbelag, um die Drehung eines Rades des Fahrzeugs zu verlangsamen oder anzuhalten. Elektronik regelt das Hydraulikfluid im hydraulischen Bremssystem. Im elektrischen Bremssystem wird das Anwenden und Freigeben der Bremse über ein elektrisches Signal durch einen elektrischen Sattel geregelt.
Diese elektrischen Bremssysteme umfassen in der Regel einen elektromechanischen Aktuator, der entweder über ein Seil mit einem Bremssattel verbunden ist, wie die „Drum in Head“ (Trommel im Scheibentopf), oder direkt am Bremssattel angebracht ist. Der Aktuator wandelt elektrische Energie in drehende mechanische Ausgangsenergie zum Bewegen des Seils oder der Antriebschnecke und Anwenden der Bremsen um. Im Allgemeinen umfasst der elektromechanische Aktuator einen Motor und ein Zahnrad-/Riemensystem. Typischerweise werden entweder einige große Zahnräder oder viele kleine Zahnräder für das Zahnradsystem, ein oder mehrere Riemen für das Riemensystem oder eine Kombination davon benötigt, um die notwendige Lastübertragung zu erreichen.
In Bezug auf diese und andere allgemeine Erwägungen werden die folgenden Ausführungsformen beschrieben. Obwohl relativ konkrete Probleme diskutiert werden, versteht es sich, dass die Ausführungsformen nicht auf die Lösung der im Stand der Technik benannten konkreten Probleme beschränkt sein sollten.
Offenbarung
Technische Aufgabe
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen ein elektromechanisches Aktuatorpaket zum Antreiben einer Bremsanordnung bereit.
Technische Lösung
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung leichter verständlich und offensichtlich, die zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen werden sollte, und aus den Ansprüchen, die dem Ende der ausführlichen Beschreibung anhängen.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann ein elektromechanisches Aktuatorpaket zum Betätigen einer Bremsanordnung, dazu ausgelegt, eine Fahrzeugbremse zu betätigen, umfassen: einen Motor; ein betreibbar mit dem Motor verbundenes Differenzial, wobei das Differenzial eine Riemenscheibe und einen Ausgang umfasst, der mit der Bremsanordnung verbindbar ist; und einen Sperrmechanismus, der dazu ausgelegt ist, die Riemenscheibe des Differenzials zu sperren, wobei der Sperrmechanismus umfasst: eine Basis, dazu ausgelegt, bewegbar zu sein, eine Vielzahl von Vorsprüngen, die von der bewegbaren Basis vorstehen, wobei die Vorsprünge einen ersten Vorsprung und einen zweiten Vorsprung umfassen, wobei mindestens ein Teil der Riemenscheibe zwischen dem ersten und zweiten Vorsprung, die von der bewegbaren Basis vorstehen, positioniert ist, eine Elektromagnetanordnung, die mindestens einem der Vorsprünge benachbart angeordnet ist, wobei die Elektromagnetanordnung mindestens einem der Vorsprünge betreibbar zugeordnet ist, und eine oder mehrere Federn, die betreibbar an die bewegbare Basis und/oder mindestens einen der Vorsprünge gekoppelt sind.
Die Basis des Sperrmechanismus kann dazu ausgelegt sein, so drehbar zu sein, dass eine Drehung der Basis den ersten und zweiten Vorsprung des Sperrmechanismus veranlassen kann, mit der Riemenscheibe des Differenzials in Eingriff zu gelangen oder den Eingriff zu lösen.
Die eine oder mehrere Federn können dazu ausgelegt sein, mindestens einen der Vorsprünge in Richtung der Riemenscheibe des Differenzials zu drängen. Die Elektromagnetanordnung kann dazu ausgelegt sein, mindestens einen der Vorsprünge durch Anwendung eines elektromagnetischen Feldes auf mindestens einen der Vorsprünge von der Riemenscheibe des Differenzials weg zu bewegen. Beispielsweise können die eine oder mehrere Federn dazu ausgelegt sein, die Basis und/oder mindestens einen der Vorsprünge in einer ersten Richtung zu drehen, wobei mindestens einer der Vorsprünge mit der Riemenscheibe des Differenzials in Eingriff gelangt. Die Elektromagnetanordnung kann dazu ausgelegt sein, die Basis und/oder den mindestens einen der Vorsprünge in einer von der ersten Richtung verschiedenen zweiten Richtung zu drehen, um mindestens einen der Vorsprünge von der Riemenscheibe des Differenzials zu lösen.
Der erste Vorsprung des Sperrmechanismus kann außerhalb der Riemenscheibe des Sperrmechanismus positioniert sein, und der zweite Vorsprung des Sperrmechanismus kann unter oder über der Riemenscheibe des Sperrmechanismus positioniert sein.
Ein Ende einer der Federn kann an eine an der Basis des Sperrmechanismus ausgebildete Nut gekoppelt sein, und ein anderes Ende einer der Federn an ein in einem Gehäuse des elektromechanischen Aktuatorpakets ausgebildetes Loch gekoppelt sein.
Die Elektromagnetanordnung kann einen Kern und eine Spule umfassen. Der Kern der Elektromagnetanordnung kann Arme umfassen, und mindestens einer der Vorsprünge kann zwischen den Armen des Kerns der Elektromagnetanordnung positioniert sein. Die Elektromagnetanordnung kann elektrisch parallel mit dem Motor verkabelt sein.
Das elektromechanische Aktuatorpaket kann ferner eine Schaltung umfassen, die dazu ausgelegt ist, der Elektromagnetanordnung Energie zuzuführen. Die eine oder mehrere Federn können dazu ausgelegt sein, die Basis oder mindestens einen der Vorsprünge des Sperrmechanismus in einer ersten Richtung zu drehen, wobei mindestens einer der Vorsprünge des Sperrmechanismus mit der Riemenscheibe des Differenzials in Eingriff gelangt, und die Elektromagnetanordnung kann dazu ausgelegt sein, in Reaktion auf die zugeführte Energie mindestens einen der Vorsprünge des Sperrmechanismus in einer zweiten Richtung, von der ersten Richtung verschieden, zu drehen.
Das Differenzial kann umfassen: ein Sonnenrad, befestigt an der Riemenscheibe; ein erstes Ringrad, befestigt an einem Gehäuse des elektromechanischen Aktuatorpakets; ein zweites Ringrad, dazu ausgelegt, drehbar zu sein, und den mit der Bremsanordnung verbindbaren Ausgang umfassend; und Planetenräder, gestützt durch das erste und zweite Ringrad und das Sonnenrad. Es ist möglich, dass das Differenzial keinen Träger für die Planetenräder umfasst. Die Planetenräder können innerhalb der Riemenscheibe und des ersten und zweiten Ringrades angeordnet sein. Die Planetenräder können dazu ausgelegt sein, um das Sonnenrad drehbar zu sein, und das zweite Ringrad kann dazu ausgelegt sein, durch die Planetenräder drehbar zu sein. Der Unterschied zwischen der Anzahl der Zähne des ersten Ringrades und der Anzahl der Zähne des zweiten Ringrades ist die Anzahl der Planetenräder. Jedes der Planetenräder umfasst einen ersten Abschnitt, der betreibbar dem festen ersten Ringrad zugeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt, der betreibbar dem drehbaren zweiten Ringrad zugeordnet ist.
Diese Zusammenfassung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Begriffen in einer vereinfachten Form einzuführen, die weiter unten in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Diese Zusammenfassung ist weder dazu bestimmt, Hauptmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, noch soll sie den Schutzumfangs des beanspruchten Gegenstands beschränken.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Das elektromechanische Aktuatorpaket gemäß den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann eine Bremsanordnung, beispielsweise einen Bremssattel, effektiv antreiben.
Figurenliste
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 eine perspektivische Ansicht eines elektromechanischen Aktuatorpakets, gekoppelt an eine Bremsanordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, zeigt;
2 eine Querschnittsansicht eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
3 eine auseinandergezogene Ansicht eines Differenzials eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
4 eine Querschnittsansicht einer Anordnung einer Riemenscheibe und eines Sonnenrades eines Differenzials eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
5 eine Querschnittsansicht eines Differenzials eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
6 eine auseinandergezogene Ansicht einer Anordnung eines Gehäuses und eines ersten und zweiten Ringrades eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
7 eine Querschnittsansicht einer Anordnung eines Gehäuses und eines festen und drehbaren Ringrades eines Differenzials eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
8 eine perspektivische Unteransicht eines festen Ringrades eines Differenzials eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
9 eine perspektivische Unteransicht eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
10 eine Querschnittsansicht eines elektromechanischen Aktuatorpakets, gekoppelt an eine Bremsanordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, zeigt;
11-13 transparente und perspektivische Ansichten einer Anordnung eines Sperrmechanismus, eines Gehäuses und einer Riemenscheibe eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigen;
14 eine auseinandergezogene Ansicht einer Anordnung eines Sperrmechanismus, einer Riemenscheibe und eines Gehäuse eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
15 einen eingerückten Zustand eines Sperrmechanismus und einer Riemenscheibe eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
16 einen ausgerückten Zustand eines Sperrmechanismus und einer Riemenscheibe eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
17 eine Teilansicht eines Sperrmechanismus und einer Riemenscheibe eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
18 eine Teilansicht eines Gehäuses mit Drahtfedern eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
19 eine teilweise Draufsicht eines Gehäuses eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
20 eine teilweise Unteransicht eines Gehäuses eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
21-22 zeigen eine Teilansicht eines Gehäuses mit einer Elektromagnetanordnung eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

Einander entsprechende Bezugszeichen und Symbole in den verschiedenen Figuren beziehen sich allgemein auf einander entsprechende Teile, sofern nicht anders angegeben. Die Figuren sind gezeichnet, um die relevanten Aspekte der Ausführungsformen eindeutig zu veranschaulichen, und sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeichnet.
Bester Modus zur Umsetzung der Erfindung
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen auf dem Wege der Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen, in denen die Erfindung umgesetzt werden kann, gezeigt werden. Diese Ausführungsformen werden ausreichend ausführlich beschrieben, um dem Fachmann die praktische Umsetzung der Erfindung zu ermöglichen, und es versteht sich, dass andere Ausführungsformen genutzt werden können und dass strukturelle, logische und elektrische Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist folglich nicht in einem einschränkenden Sinn zu verstehen, und der Schutzumfang der Erfindung ist ausschließlich durch die anhängenden Ansprüche und Äquivalente davon definiert. Gleiche Zahlen in den Figuren bezeichnen gleiche Komponenten, was aus dem Nutzungskontext offensichtlich sein sollte.
1 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines elektromechanischen Aktuatorpakets, gekoppelt an eine Bremsanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie in 1 gezeigt, kann ein elektromechanisches Aktuatorpaket 100 direkt an einer Bremsanordnung, beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, einem Bremssattel 110, montiert oder indirekt mit ihr verbunden sein. Das elektromechanische Aktuatorpaket 100 kann dazu ausgelegt sein, den Bremssattel 110 zu betätigen oder anzutreiben. Das elektromechanische Aktuatorpaket 100 kann durch einen Aktuatorausgang 260 von 2 dem Bremssattel 110 Bremskraft zuführen. Das elektromechanische Aktuatorpaket 100 kann an den Bremssattel 110 gekoppelt sein, um unser Verwendung einer Vielfalt von Wegen die Bremsen anzuwenden. Beispielsweise kann der Aktuatorausgang 260 von 2 des elektromechanischen Aktuatorpakets 100 an einem Kugelrampen- oder Schraubenmechanismus des Bremssattels 110 angebracht sein, um axiale Kraft zum Betätigen einer Bremse zu erzeugen. Das elektromechanische Aktuatorpaket 100 kann an jedem geeigneten Teil eines Fahrzeugs, einschließlich Rahmen, Karosserie und Verkleidungskomponenten, montiert sein.
2 zeigt eine Querschnittsansicht eines elektromechanischen Aktuatorpakets gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Ein Motor 220 kann fest in einem Gehäuse 210 montiert sein. Der Motor 220 kann in dem im Gehäuse 210 ausgebildeten röhrenförmigen Hohlraum angeordnet sein und kann an einem unteren Teil des Gehäuses 210 befestigt sein. Der Motor 220 kann ein Elektromotor sein und umfasst eine Motorrotorwelle 222. Die Antriebsriemenscheibe 224 kann an der Motorrotorwelle 222 angebracht oder direkt an der Motorrotorwelle 222 ausgebildet sein. Die Antriebsriemenscheibe 224 kann eine Außenfläche aufweisen, die in eine Innenfläche eines Antriebsriemens 242 eingreift. Die Außenfläche der Antriebsriemenscheibe 224 kann jede geeignete Kontur oder Textur aufweisen, um zu unterstützen, einen greifenden Kontakt zwischen dem Antriebsriemen 242 und der Antriebsriemenscheibe 224 sicherzustellen. Beispielsweise können die Außenfläche der Zahnriemenscheibe 224 und die Innenfläche des Antriebsriemens 242 darin ausgebildete gezahnte passende Vorsprünge und/oder Kerben umfassen. Die Antriebsriemenscheibe 224 kann auf ihrer Außenfläche abwechselnd Zähne und Nuten aufweisen, die mit abwechselnden Nuten und Zähnen, die auf der Innenfläche des Antriebsriemens 242 ausgebildet sind, in Eingriff zu bringen sind.
Die Antriebsriemenscheibe 224 der Motorrotorwelle 222 befindet sich drehbar im Eingriff mit einem Differenzial 240. Das Differenzial 240 kann dazu ausgelegt sein, Drehmoment von dem Motor 220 zu multiplizieren, um dem Bremsaktuator 110, beispielsweise einem Bremssattel, über den Aktuatorausgang 260 Bremskraft zuzuführen.
In der beispielhaften Ausführungsform von 2 kann das Differenzial 240 eine Riemenscheibe 310, ein Sonnenrad 320, ein erstes Ringrad 330, ein zweites Ringrad 340 und Planetenräder 350 umfassen.
Die Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 kann eine angetriebene Riemenscheibe sein. Die Antriebsriemenscheibe 224 der Motorrotorwelle 222 und die angetriebene Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 sind über den Antriebsriemen 242 drehbar miteinander verbunden. Jede von der Antriebsriemenscheibe 224 und der angetriebenen Riemenscheibe 310 weist eine Außenfläche auf, die in eine Innenfläche des Antriebsriemens 242 eingreift. Die Oberflächen der Antriebsriemenscheibe 224 und der angetriebenen Riemenscheibe 310 kann jede geeignete Kontur oder Textur aufweisen, um zu unterstützen, einen greifenden Kontakt zwischen dem Riemen 242 und den Scheiben 224, 310 sicherzustellen. Beispielsweise können die Oberflächen der Riemenscheiben 224 und 310 und die Innenfläche des Riemens 242 darin ausgebildete passende gezahnte Vorsprünge und/oder Kerben umfassen. Der Antriebsriemen 242 ist relativ genau passend um die Außenumfänge der Antriebsriemenscheibe 224 und der angetriebenen Riemenscheibe 310 angebracht. So verursacht eine Drehbewegung der Antriebsriemenscheibe 224 der Motorrotorwelle 222 eine Drehung der angetriebenen Riemenscheibe 310 des Differenzials 240. Die Durchmesser der Riemenscheiben 224 und 310 können jede geeignete Abmessung zum Bereitstellen eines gewünschten Übersetzungsverhältnisses aufweisen, sodass die Drehgeschwindigkeit der Antriebsriemenscheibe 224 der Motorrotorwelle 222 von der Drehgeschwindigkeit der angetriebenen Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 verschieden ist.
Anstelle des Antriebsriemens 242 können die Antriebsriemenscheibe 224 der Motorrotorwelle 222 und die angetriebene Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 drehbar oder betreibbar direkt oder durch eines oder mehrere Zahnräder und/oder Riemen und/oder eine Kombination davon miteinander verbunden sein.
Das Sonnenrad 320 kann an der Riemenscheibe 310 befestigt sein. Beispielsweise ist eine Stiftachse 360 im Presssitz in der Riemenscheibe 310 und dem Sonnenrad 320 montiert, um das Sonnenrad 320 fest an die Riemenscheibe 310 zu koppeln, wie in den 4 und 5 gezeigt.
Eine Vielzahl von Planetenrädern 350 werden durch das Sonnenrad 320 angetrieben. Die Planetenräder 350 synchronisieren das erste (oder feste) Ringrad 330 mit dem zweiten (oder drehbaren) Ringrad 340. Die Planetenräder 350 sind mit dem Sonnenrad 320, dem ersten (oder festen) Ringrad 330 und dem zweiten (oder drehbaren) Ringrad 340 verzahnt oder im Eingriff. Die Dicke der Planetenräder 350 kann gleich groß wie oder größer als die Summe der Dicke des ersten (oder festen) Ringrades 330 und der Dicke des zweiten (oder drehbaren) Ringrades 340 sein. Jedes von den Planetenrädern 350 kann einen festen Abschnitt (beispielsweise einen oberen Abschnitt), der dem festen Ringrad 330 betreibbar zugeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt (beispielsweise einen unteren Abschnitt), der dem drehbaren Ringrad 340 betreibbar zugeordnet ist, umfassen.
Das erste oder feste Ringrad 330 weist Innenzähne auf und kann fest an das Gehäuse 210 gekoppelt sein. Da das erste Ringrad 330 am Gehäuse 210 befestigt ist, führt das erste Ringrad 330 keine bewegbaren oder drehbaren Operationen im Differenzial 240 aus. Das erste Ringrad 330 kann auf jede geeignete Weise fest mit dem Gehäuse 210 verbunden sein, beispielsweise durch einen oder mehrere Clips oder Schnappvorrichtungen, die in dem ersten Ringrad 330 und/oder dem Gehäuse 210 einstückig ausgebildet sind, oder Schrauben. Das zweite oder drehbare Ringrad 340 weist Innenzähne auf und kann drehbar im Gehäuse 210 angeordnet sein. Der Unterschied zwischen der Anzahl der Zähne des ersten Ringrades 330 und der Anzahl der Zähne des zweiten Ringrades 340 kann die Anzahl der Planetenräder 350 sein. In Abhängigkeit von der notwendigen Bedingung für das Differenzial 240 kann die Anzahl der Zähne des ersten Ringrades 330 größer als die Anzahl der Zähne des zweiten Ringrades 340 sein. Alternativ kann die Anzahl der Zähne des ersten Ringrades 330 kleiner als die Anzahl der Zähne des zweiten Ringrades 340 sein.
Eine Ausgangskappe 410 kann an dem festen Ringrad 330 oder dem Gehäuse 210 unter dem drehbaren Ringrad 340 installiert sein, um das drehbare Ringrad 340 abzudecken. Das drehbare Ringrad 340 ist drehbar oder bewegbar zwischen der Ausgangskappe 410 (oder dem Gehäuse 210) und dem festen Ringrad 330 angeordnet.
Beispielsweise ist die Ausgangskappe 410 durch Schrauben 412 fest an das feste Ringrad 330 gekoppelt. Das feste Ringrad 330 kann ein oder mehrere Beine 332 mit Gewindelöchern aufweisen, in welche die Schrauben 412 passen, wie in 8 gezeigt. Die Schrauben 412 können durch Löcher verlaufen, die in der Ausgangskappe 410 ausgebildet sind, und in die Löcher der Beine 332 des festen Ringrades 330 gedreht sein.
Köpfe 413 der Schrauben 412 können in entsprechende Bohrungen 416, ausgebildet auf einer Seite (beispielsweise der Rückseite) eines Gehäuses des Bremssattels 110, passen, wie in 10 gezeigt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das bei abgestelltem Fahrzeug aufgenommene Drehmoment geerdet oder in das Gehäuse des Bremssattels 110 und nicht durch das Gehäuse 201 des elektromechanischen Aktuatorpakets 100, das aus Kunststoff bestehen kann, eingeleitet werden kann. Mit anderen Worten, das während des Parkens aufrechterhaltene Drehmoment kann von dem elektromechanischen Aktuatorpaket 100 in das Gehäuse des Bremssattels 110 und nicht durch das Gehäuse 210 des elektromechanischen Aktuatorpakets 100 übertragen werden. Darüber hinaus kann die Ausgangskappe 410 einen Stift 414 aufweisen, eingesetzt in ein im Gehäuse 201 ausgebildetes Loch, um eine korrekte Ausrichtung der Ausgangskappe 410 sicherzustellen.
Das drehbare Ringrad 340 kann der harmonischen Planetenradanordnung des Differenzials 240 Ausgangsdrehmoment bereitstellen. Das drehbare Ringrad 340 kann dem Aktuatorausgang 260 zugeordnet sein. Der Aktuatorausgang 260 kann auf einer Seite des drehbaren Ringrades 340 direkt ausgebildet (oder geformt) sein oder fest an das drehbare Ringrad 340 gekoppelt sein. Der Aktuatorausgang 260 kann verschiedene Formen aufweisen, die an einen Teil der Bremsanordnung 110 gekoppelt sein können. Beispielsweise kann der Aktuatorausgang 260 als ein Vorsprung ausgebildet sein, der sich von einer Seite des drehbaren Ringrades 340 erstreckt, beispielsweise eine Zahn-, Gewinde- oder Keilwelle, um Spiel beim Drehen zu verhindern oder zu minimieren. Alternativ kann der Aktuatorausgang 260 als eine Zahn-, Gewinde- oder Keilbohrung ausgebildet sein, die einen Teil der Bremsanordnung aufnehmen kann, um Spiel beim Drehen zu verhindern oder zu minimieren. In der beispielhaften Ausführungsform kann der Aktuatorausgang 260 des elektromechanischen Aktuatorpakets 100 an einem Kugelrampen- oder Schraubenmechanismus des Bremssattels 110 angebracht sein, um axiale Kraft zum Betätigen einer Bremse zu erzeugen.
Im Betrieb dreht der betreibbar an die angetriebene Riemenscheibe 310 gekoppelte Motor 220 die angetriebene Riemenscheibe 310, und das an der angetriebenen Riemenscheibe 310 befestigte Sonnenrad 320 wird zusammen mit der angetriebenen Riemenscheibe 310 gedreht. Das Sonnenrad 320 veranlasst die Planetenräder 350, sich in der gleichen Richtung wie das Sonnenrad 320 zu drehen, aber aufgrund des festen Ringrades 330 mit einer reduzierten Geschwindigkeit. Das feste Ringrad 330 und das drehbare Ringrad 340 können eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen aufweisen, wobei die Differenz gleich der Anzahl der Planetenräder 350 ist. Die Differenz in der Anzahl der Zähne wird durch Modifizierung der Betriebseingriffswinkel der Innenzähne erreicht, sodass das Zahnrad mit weniger Zähnen (vorzugsweise das drehbare Ringrad 340) in einem höheren Eingriffswinkel als jenes mit mehr Zähnen eingreift. Folglich gelangen, wenn sich die Planetenräder 350 drehen, die Zähne der Planetenräder 350 in Eingriff mit den Zähnen des festen Ringrades 330 und des drehbaren Ringrades 340, und für jede Drehung der Planetenräder 350 wird das drehbare Ringrad 340 um jene Zähne vorwärts bewegt, die der Anzahl der Planetenräder 350 entsprechen. Folglich ist das Gesamtverhältnis des Getriebestrangs das Verhältnis aus Geschwindigkeit des Sonnenrades 320 zu den Planetenrädern 350, multipliziert mit der Anzahl der Zähne des drehbaren Ringrades 340, dividiert durch die Anzahl der Planetenräder 350. Beispielsweise weist das Sonnenrad 320 20 Zähne auf, das Planetenrad 350 weist neunzehn (19) Zähne auf, dass feste Ringrad 330 weist fünfundfünfzig (55) Zähne auf und das drehbare Ringrad 340 weist sechzig (60) Zähne auf. In diesem Beispiel beträgt das Stufenübersetzungsverhältnis des Planetengetriebes 3,75:1, das Übersetzungsverhältnis des harmonischen Getriebes beträgt 12:1, und das Gesamtübersetzungsverhältnis beträgt 45:1. Die harmonische Planetengetriebeanordnung des Differenzials 240 benötigt möglicherweise keinen Träger für die Planetenräder 350, da die Planetenräder 350 betreibbar mit dem Sonnenrad 320 und dem festen Ringrad 330 und dem drehbaren Ringrad 340 verbunden sind. Folglich kann der Wirkungsgrad der harmonischen Planetengetriebeanordnung des Differenzials 240 höher als bei konventionellen Getriebeanordnungen, beispielsweise einer Doppelplanetengetriebeanordnung, sein. Zusätzlich benötigen die Planetenräder 350 möglicherweise kein Loch für eine Welle, um mit einem Träger gekoppelt zu sein.
Die Anzahl der Planetenräder 350 kann von dem erforderlichen Drehmomentausgang des elektromechanischen Aktuatorpakets 100 abhängen. Das drehbare Ringrad 340 kann weniger Innenzähne als das feste Ringrad 330 aufweisen. Ein hohes Untersetzungsverhältnis kann dadurch erreicht werden, dass das drehbare Ringrad 340 weniger Innenzähne als das feste Ringrad 330 aufweist. Alternativ kann das drehbare Ringrad 340 mehr Innenzähne als das feste Ringrad 330 aufweisen.
Die harmonische Planetengetriebeanordnung des Differenzials 240 kann weniger Komponenten aufweisen und kann weniger kosten als konventionelle Getriebeanordnungen. Darüber hinaus kann die Getriebeanordnung des Differenzials 240 axial kompakt und dünn sein, und kann aufgrund der erhöhten Anzahl von Planetenrädern und des hohen Übersetzungsverhältnisses in einem kleinen Paket eine hohe Drehmomentkapazität aufweisen.
Das Stufenübersetzungsverhältnis GRP des Planetengetriebes wird unter Verwendung der Gleichung (1) berechnet: ${GR}_{P} = (T_{R - F} {/T}_{S}) + 1$
wobei T_R-F die Anzahl der Zähne des ersten (oder festen) Ringrades 330 ist, und T_S ist die Anzahl der Zähne des Sonnenrades 320.
Das Stufenübersetzungsverhältnis GRH des harmonischen Getriebes wird unter Verwendung der Gleichung (2) berechnet: ${GR}_{H} = T_{R - R} / | (T_{R - R} - T_{R - F}) | {wobei T}_{R - R} = T_{R - F} \pm N_{P}$
wobei T_R-R die Anzahl der Zähne des zweiten (oder drehbaren) Ringrades 340 ist, T_R-F ist die Anzahl der Zähne des ersten (oder festen) Ringrades 330, und N_P ist die Anzahl der Planetenräder 350.
Das Übersetzungsverhältnis der harmonischen Planetenradanordnung des Differenzials 240 GR_RHGS wird unter Verwendung der Gleichung (3) berechnet: ${GR}_{RHGS} = {GR}_{P} * {GR}_{H}$
wobei GR_P das Stufenübersetzungsverhältnis des Planetengetriebes ist, und GRH ist das Stufenübersetzungsverhältnis des harmonischen Getriebes.
Das Ausgangsdrehmoment vom Aktuatorausgang 260 des elektromechanischen Aktuatorpakets 100 kann in Abhängigkeit von den konkreten Kraftmomentanforderungen dadurch eingestellt werden oder skalierbar sein, dass das Drehmoment des Motors 220, die Durchmesser der Riemenscheiben oder Zahnräder und/oder der Riemen oder das Getriebeuntersetzungsverhältnis variiert werden. Das Untersetzungsverhältnis (oder das Verhältnis von 1/Durchmesser oder Geschwindigkeit) zwischen der Antriebsriemenscheibe 224 der Motorrotorwelle 222 und des Aktuatorausgangs 260 kann beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, gleich groß wie oder größer als 1:25 sein. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die harmonische Planetengetriebeanordnung des Differenzials 240 den mechanischen Wirkungsgrad verbessern und Größe und Masse der Baugruppe reduzieren.
Ein elektromechanischer Parkbremsmechanismus vom selbstausrückenden Typ kann aus Komponenten hergestellt sein, die sich während des Parkbremsbetriebs nicht selbst sperren können. Der elektromechanische Parkbremsmechanismus vom selbstausrückenden Typ kann eine Bewegung der Bremsanordnung 110 ab der Auferlegung einer Kraft oder eines Moments gestatten, wenn die auferlegte Kraft oder das Moment ein bestimmtes Maß überschreitet. Eine Bremsanordnung vom Kugelgewindetyp, die eine Schraubenspindel und eine Mutter, integriert mit Kugeln, aufweist, ein Beispiel des elektromechanischen Parkbremsmechanismus vom selbstausrückenden Typ, weist eine geringe Reibung zum Halten der Parkbremse auf. Deshalb kein ein elektromechanischer Parkbremsmechanismus vom selbstausrückenden Typ einen Mechanismus erfordern, um die Spannkraft der Parkbremse zu halten. Ein elektromechanischer Parkbremsmechanismus vom selbstsperrenden Typ kann auch eine ergänzende Kraft zum Aufrechterhalten der Parkbremsung erfordern.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann das elektromechanische Aktuatorpaket 100 einen Sperrmechanismus 250 umfassen. Der Sperrmechanismus 250 kann dazu ausgelegt sein, das Differenzial 240 zu sperren. Beispielsweise kann der Sperrmechanismus 250 bei Bedarf verhindern, dass sich die Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 dreht, beispielsweise, ohne darauf beschränkt sein, wenn ein Fahrzeug geparkt ist. Der Sperrmechanismus 250 ist im Gehäuse 210 des elektromechanischen Aktuatorpakets 100 positioniert. Beispielsweise, wie in den 11 und 12 gezeigt, befindet sich der Sperrmechanismus 250 unter der Riemenscheibe 310 des Differenzials 240.
Der Sperrmechanismus 250 kann eine Basis 510 mit einer Vielzahl von Vorsprüngen 520, eine Elektromagnetanordnung 530 und eine oder mehrere Federn 540 umfassen.
Die Basis 510 ist dazu ausgelegt, in Reaktion auf oder in Verbindung mit einem elektromagnetischen Feld, das durch die Elektromagnetanordnung 530 erzeugt wurde, sowie von den Federn 540 bereitgestellte Rückstellkraft bewegbar zu sein. Die Basis 510 ist drehbar an eine Achse 515, die von einer Innenfläche des Gehäuses 210 vorsteht, gekoppelt oder an dem Gehäuse 210 befestigt und kann sich um die Achse 515 drehen. Beispielsweise kann die Achse 515 in das Gehäuse 210 geformt sein. Die Basis 510 des Sperrmechanismus 250 ist dazu ausgelegt, so drehbar zu sein, dass die Drehung der Basis 510 die Vorsprünge 520 der Basis 510 veranlassen kann, mit der Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 in Eingriff zu gelangen oder aus ihr auszurücken.
Die Vorsprünge 520 stehen von der drehbaren Basis 510 in Richtung der Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 vor. Beispielsweise haben die Vorsprünge 520 Stiftformen oder jegliche Form, die mit der Riemenscheibe 310 in Eingriff gelangen kann, oder kann der Riemenscheibe 310 Brems- oder Sperrmoment bereitstellen, wenn die Vorsprünge 520 die Riemenscheibe 310 kontaktieren.
Mindestens ein Teil der Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 ist zwischen den Vorsprüngen 520 angeordnet. Die Vorsprünge 520 können sich auf entgegengesetzten Seiten der drehbaren Basis 510 befinden oder ausgebildet sein. Beispielsweise ist ein erster Vorsprung 521 außerhalb der Riemenscheibe 310 des Sperrmechanismus 250 positioniert, und ein zweiter Vorsprung 522 ist unter (oder über) der Riemenscheibe 310 des Sperrmechanismus 250 positioniert, sodass ein Teil der Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 zwischen dem ersten Vorsprung 521 und dem zweiten Vorsprung 522 des Sperrmechanismus 250 positioniert sein kann. Je dichter die Vorsprünge 520 zueinander positioniert sind, desto höher kann das Brems- oder Sperrmoment auf die Riemenscheibe 310 angewendet werden. In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 eine Verlängerung 315 aufweisen, die von einem gezahnten Abschnitt der Riemenscheibe 310 in Richtung des Sperrmechanismus 250 verlängert ist, sodass die Verlängerung 315 der Riemenscheibe 310 mit den Vorsprüngen 520 der drehbaren Basis 510 in Eingriff gelangen kann. Der Sperrmechanismus 250 kann unter der Verlängerung 315 der Riemenscheibe 310 positioniert sein. Die Riemenscheibe 310 und die Vorsprünge 520 sind beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, aus Metall hergestellt, um hohen Verschleiß zu vermeiden.
Eine oder mehrere Federn 540 können betreibbar an die bewegbare Basis 510 und/oder mindestens einen der Vorsprünge 520 gekoppelt sein. Beispielsweise sind auf einer Oberfläche der Basis 510 Nuten 512 ausgebildet, und die Federn 540 sind an eine der Nuten 512 der Basis 510 gekoppelt. Alternativ können die Federn 540 an einen der Vorsprünge 520 gekoppelt sein. Wie in 15 und 16 gezeigt, ist ein Ende der Feder 540 in die Nut 512 der drehbaren Basis 510 eingesetzt, und wie in 18 veranschaulicht, ist das andere Ende der Feder 540 an ein Loch 710 aus den 19 und 20 gekoppelt, ausgebildet im Gehäuse 210 des elektromechanischen Aktuatorpakets 100. Das Gehäuse 210 weist Nuten oder Räume 730 auf, die den Drahtfedern 540 gestatten, sich zwischen der eingerückten und ausgerückten Position der drehbaren Basis 510 zu drehen.
Die Federn 540 können dazu ausgelegt sein, mindestens einen der Vorsprünge 520 in Richtung der Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 zu drängen, um die Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 zu bremsen oder zu sperren, wenn die Elektromagnetanordnung 530 das elektromagnetische Feld nicht auf die Vorsprünge 520 anwendet. Beispielsweise sind die Federn 540 dazu ausgelegt, die Basis 510 und/oder die Vorsprünge 520 in einer ersten Richtung 600 von 15 zu drehen, sodass die Vorsprünge 520 mit der Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 in Eingriff gelangen. Dementsprechend können die Federn 540 die Vorsprünge 520 der Basis 510 drängen, in Kontakt mit der Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 zu kommen und auf der Verlängerung 315 der Riemenscheibe 310 aufzuliegen (normal eingerückter Zustand). Dementsprechend sperrt, wenn die Schaltung 270 die elektrische Energie nicht an das elektromechanische Aktuatorpaket 100 liefert, der Sperrmechanismus 250 das Differenzial 240, sodass der mit der Bremsanordnung 110 verbundene Aktuatorausgang 260 nicht bewegt oder gedreht werden kann.
Die Elektromagnetanordnung 530 kann mindestens einem der Vorsprünge 520 der Basis 510 benachbart angeordnet sein. Beispielsweise ist, wie den 21 und 22 gezeigt, die Elektromagnetanordnung 530 im Gehäuse 210 montiert und so positioniert, dass die Elektromagnetanordnung 530 die Vorsprünge 520 der drehbaren Basis 510 auf beiden Seiten überspannt. Die Elektromagnetanordnung 530 kann einen Kern 532 und eine Spule 534 umfassen. Der Kern 532 der Elektromagnetanordnung 530 kann aus Metall bestehen. Der Kern 532 der Elektromagnetanordnung 530 kann zwei oder mehr Arme umfassen, und die Vorsprünge 520 der Basis 510 können zwischen den Armen des Kerns 534 der Elektromagnetanordnung 530 positioniert sein. Die Spule 534 kann an der Mitte des Kerns 532 gewickelt sein.
Die Elektromagnetanordnung 530 ist mindestens einem der Vorsprünge 520 der Basis 510 betreibbar zugeordnet. Die Elektromagnetanordnung 530 ist dazu ausgelegt, das elektromagnetische Feld zu erzeugen, was die Vorsprünge 520 der drehbaren Basis 510 zwingt, sich in einer zweiten Richtung 610 von 16 zu drehen, um die Rückstellkraft der Federn 540 zu überwinden, sodass die Vorsprünge 520, die die Riemenscheibe 310 kontaktieren, aus der Riemenscheibe 310 ausgerückt werden können. Das von der Elektromagnetanordnung 530 erzeugte elektronische magnetische Feld kann mindestens einen der Vorsprünge 520 von der Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 gegen die Kraft der Federn 540 wegbewegen. Dementsprechend kann die Elektromagnetanordnung 530 die Basis 510 und/oder mindestens einen der Vorsprünge 520 in der zweiten Richtung 610 drehen, um mindestens einen der Vorsprünge 520 des Sperrmechanismus 250 aus der Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 auszurücken, und folglich können das elektromechanische Aktuatorpaket 100 und die Bremsanordnung 110 aus dem Sperrzustand gelöst werden.
Beispielsweise ist, wie in 2 gezeigt, die Elektromagnetanordnung 530 parallel zum Motor 220 verdrahtet. Die Schaltung 270 ist elektrisch mit einem Draht verbunden, der die Elektromagnetanordnung 530 und den Motor 220 verbindet, sodass die Schaltung 270 die Energie zur gleichen Zeit der Elektromagnetanordnung 530 und dem Motor 220 zuführt oder trennt. Dementsprechend wird, wenn die Schaltung 270 die Energie liefert, der Motor 220 betätigt, und die Elektromagnetanordnung 530 wird eingeschaltet. Wenn die Schaltung 270 die Energie nicht liefert, sind sowohl der Motor 220 als auch die Elektromagnetanordnung 530 ausgeschaltet.
Die Schaltung 270 kann, daran montiert, alle geeigneten Schaltungs- und Elektronikkomponenten umfassen, beispielsweise einen Mikroprozessor. Die Schaltung 270 kann sich innerhalb oder außerhalb des Gehäuses 210 des elektromechanischen Aktuatorpakets 100 befinden. Die Schaltung 270 kann dazu ausgelegt sein, den Motor 220 und die Elektromagnetanordnung 530 zu steuern, beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, dem Motor 220 und der Elektromagnetanordnung 530 Energie zuführen, den Betrieb des Motors 220 und der Elektromagnetanordnung 530 aktivieren oder deaktivieren und die Geschwindigkeit des Motors 220 und/oder die Drehrichtung des Motors 220 variieren.
Im Betrieb, wenn die Schaltung 570 die Energie nicht der Elektromagnetanordnung 530 zuführt, erzeugt die Elektromagnetanordnung 530 nicht das auf die Vorsprünge 520 der Basis 510 angewendete elektronische Magnetfeld, und die Federn 540 drängen die drehbare Basis 510 in die erste Richtung 600, sodass sich die Vorsprünge 520 der Basis 510 im Eingriff mit der Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 befinden, wie in 15 gezeigt. Der Eingriff der Vorsprünge 520 der Basis 510 und der Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 durch die Kraft der Federn 540 kann die Drehung der Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 in der zweiten Richtung 610 verhindern und folglich die Bremsanordnung 110, gekoppelt an den Ausgang 260 des Differenzials 240, sperren. Wenn die Schaltung 570 die Energie der Elektromagnetanordnung 530 zuführt, erzeugt die Elektromagnetanordnung 530 das elektromagnetische Feld und wendet es auf die Vorsprünge 520 der drehbaren Basis 510 an und dreht die drehbare Basis 210 mit den Vorsprüngen 520 in der zweiten Richtung 610, sodass die Vorsprünge 520 der Basis 510 aus der Riemenscheibe 310 des Differenzials 240 ausrücken, wie in 16 gezeigt. Die Elektromagnetanordnung 530 löst den Sperrzustand der Riemenscheibe 310 des Differenzials 240.
In einem Zusammenbauprozess des elektromechanischen Aktuatorpakets 100 werden die Federn 540 in die im Gehäuse 210 ausgebildeten Löcher 710 eingesetzt. Nachfolgend wird die Elektromagnetanordnung 530 in den im Gehäuse 210 ausgebildeten Sitz 720 eingesetzt, sodass die Federn 540 zwischen den Armen des Kerns 532 der Elektromagnetanordnung 530 angeordnet sind. Dann werden die Montageschreiben 550 in die Montagelöcher 740 des Gehäuses 210 geschraubt, um die Elektromagnetanordnung 530 am Gehäuse 210 zu befestigen. Die drehbare Basis 510 mit den Vorsprüngen 520 ist an der Achse 515 eingesetzt, geformt oder eingesetzt in das Gehäuse 210, und ein Ende der Feder 540 ist in die Nut 512 der Basis 510 eingesetzt. Vor dem Einbauen der Riemenscheibe 310 in das elektromechanische Aktuatorpaket 100 kann es erforderlich sein, den Betrieb der Elektromagnetanordnung 530 zu prüfen. Wenn beispielsweise die Elektromagnetanordnung 530 mit Energie versorgt wird, muss die drehbare Basis 510 in Reaktion auf das von der Elektromagnetanordnung 530 erzeugte Elektromagnetfeld in der zweiten Richtung 610 gedreht werden, um durch die Federn 540 aus der Sperre gelöst zu werden.
Obwohl die beispielhaften Ausführungsformen ausführlich beschrieben wurden, sollte es sich verstehen, dass verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen hierin vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Schutzumfang der Anmeldung, wie in den anhängenden Ansprüchen definiert, abzuweichen.
Darüber hinaus soll der Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung nicht auf die konkreten, in der Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen des Prozesses, der Maschine, der Herstellung und der Zusammensetzung von Materie, Mitteln, Verfahren und Schritten beschränkt sein. Wie der Fachmann leicht aus der Offenbarung erkennen wird, können Prozesse, Maschinen, die Herstellung, Zusammensetzungen von Materie, Mittel, Verfahren und Schritte, die derzeit existieren oder später zu entwickeln sind, die im Wesentlichen die gleiche Funktion ausführen oder im Wesentlichen das gleiche Ergebnis erreichen wie die hierin beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen, gemäß den Ausführungsformen und alternativen Ausführungsformen genutzt werden. Dementsprechend sollen die anhängenden Ansprüche solche Prozesse, Maschinen, die Herstellung, Zusammensetzungen von Materie, Mittel, Verfahren oder Schritte in ihrem Schutzumfang umfassen.

Claims

Elektromechanisches Aktuatorpaket zum Betätigen einer Bremsanordnung, dazu ausgelegt, eine Fahrzeugbremse zu betätigen, umfassend: einen Motor; ein betreibbar mit dem Motor verbundenes Differenzial, wobei das Differenzial eine Riemenscheibe und einen Ausgang umfasst, der mit der Bremsanordnung verbindbar ist; und einen Sperrmechanismus, der dazu ausgelegt ist, die Riemenscheibe des Differenzials zu sperren, wobei der Sperrmechanismus umfasst: eine Basis, dazu ausgelegt, bewegbar zu sein, eine Vielzahl von Vorsprüngen, die von der bewegbaren Basis vorstehen, wobei die Vorsprünge einen ersten Vorsprung und einen zweiten Vorsprung umfassen, wobei mindestens ein Teil der Riemenscheibe zwischen dem ersten und zweiten Vorsprung, die von der bewegbaren Basis vorstehen, positioniert ist, eine Elektromagnetanordnung, die mindestens einem der Vorsprünge benachbart angeordnet ist, wobei die Elektromagnetanordnung mindestens einem der Vorsprünge betreibbar zugeordnet ist, und eine oder mehrere Federn, die betreibbar an die bewegbare Basis und/oder an mindestens einen der Vorsprünge gekoppelt sind.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 1, wobei die Basis des Sperrmechanismus dazu ausgelegt ist, so drehbar zu sein, dass eine Drehung der Basis den ersten und zweiten Vorsprung des Sperrmechanismus veranlasst, mit der Riemenscheibe des Differenzials in Eingriff zu gelangen oder den Eingriff zu lösen.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 1, wobei die eine oder mehrere Federn dazu ausgelegt sind, mindestens einen der Vorsprünge in Richtung der Riemenscheibe des Differenzials zu drängen.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 1, wobei die Elektromagnetanordnung dazu ausgelegt ist, mindestens einen der Vorsprünge durch Anwendung eines elektromagnetischen Feldes auf mindestens einen der Vorsprünge von der Riemenscheibe des Differenzials weg zu bewegen.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 2, wobei die eine oder mehrere Federn dazu ausgelegt sind, die Basis und/oder mindestens einen der Vorsprünge in einer ersten Richtung zu drehen, wobei mindestens einer der Vorsprünge mit der Riemenscheibe des Differenzials in Eingriff gelangt.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 5, wobei die Elektromagnetanordnung dazu ausgelegt ist, die Basis und/oder den mindestens einen der Vorsprünge in einer zweiten, von der ersten Richtung verschiedenen zweiten Richtung zu drehen, um mindestens einen der Vorsprünge von der Riemenscheibe des Differenzials zu lösen.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 1, wobei der erste Vorsprung des Sperrmechanismus außerhalb der Riemenscheibe des Sperrmechanismus positioniert ist und der zweite Vorsprung des Sperrmechanismus unter oder über der Riemenscheibe des Sperrmechanismus positioniert ist.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 1, wobei ein Ende einer der Federn an eine an der Basis des Sperrmechanismus ausgebildete Nut gekoppelt ist und ein anderes Ende einer der Federn an ein in einem Gehäuse des elektromechanischen Aktuatorpakets ausgebildetes Loch gekoppelt ist.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 1, wobei die Elektromagnetanordnung einen Kern und eine Spule umfasst, und der Kern der Elektromagnetanordnung Arme umfasst, und mindestens einer der Vorsprünge zwischen den Armen des Kerns der Elektromagnetanordnung positioniert ist.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Schaltung, die dazu ausgelegt ist, der Elektromagnetanordnung Energie zuzuführen, wobei: die eine oder mehrere Federn dazu ausgelegt sind, die Basis oder mindestens einen der Vorsprünge des Sperrmechanismus in einer ersten Richtung zu drehen, wobei mindestens einer der Vorsprünge des Sperrmechanismus mit der Riemenscheibe des Differenzials in Eingriff gelangt, und die Elektromagnetanordnung dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf die zugeführte Energie mindestens einen der Vorsprünge des Sperrmechanismus in einer zweiten Richtung, von der ersten Richtung verschieden, zu drehen.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 1, wobei das Differenzial umfasst: ein Sonnenrad, befestigt an der Riemenscheibe; ein erstes Ringrad, befestigt an einem Gehäuse des elektromechanischen Aktuatorpakets; ein zweites Ringrad, dazu ausgelegt, drehbar zu sein, und den mit der Bremsanordnung verbindbaren Ausgang umfassend; und Planetenräder, gestützt durch das erste und zweite Ringrad und das Sonnenrad.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 11, wobei das Differenzial keinen Träger für die Planetenräder umfasst.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 11, wobei die Planetenräder innerhalb der Riemenscheibe und des ersten und zweiten Ringrades angeordnet sind.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 11, wobei: die Planetenräder dazu ausgelegt sind, um das Sonnenrad drehbar zu sein, und das zweite Ringrad dazu ausgelegt ist, durch die Planetenräder drehbar zu sein.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 11, wobei der Unterschied zwischen der Anzahl der Zähne des ersten Ringrades und der Anzahl der Zähne des zweiten Ringrades die Anzahl der Planetenräder ist.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 1, wobei die Elektromagnetanordnung parallel zum Motor elektrisch verkabelt ist.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 10, wobei jedes der Planetenräder einen ersten Abschnitt umfasst, der betreibbar dem festen ersten Ringrad zugeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt, der betreibbar dem drehbaren zweiten Ringrad zugeordnet ist.
Elektromechanisches Aktuatorpaket zum Betätigen einer Bremsanordnung, dazu ausgelegt, eine Fahrzeugbremse zu betätigen, umfassend: ein Differenzial, umfassend: eine Riemenscheibe, ein Sonnenrad, befestigt an der Riemenscheibe, ein erstes Ringrad, befestigt an einem Gehäuse des elektromechanischen Aktuatorpakets, ein zweites Ringrad, dazu ausgelegt, drehbar zu sein, und einen mit der Bremsanordnung verbindbaren Ausgang umfassend; und Planetenräder, gestützt durch das erste und zweite Ringrad und das Sonnenrad; und einen Sperrmechanismus, dazu ausgelegt, die Riemenscheibe zu sperren, wobei der Sperrmechanismus umfasst: eine Basis, dazu ausgelegt, bewegbar zu sein, eine Vielzahl von Vorsprüngen, die von der bewegbaren Basis vorstehen, wobei die Vorsprünge einen ersten Vorsprung und einen zweiten Vorsprung umfassen, wobei mindestens ein Teil der Riemenscheibe zwischen dem ersten und zweiten Vorsprung, die von der bewegbaren Basis vorstehen, positioniert ist, eine Elektromagnetanordnung, die mindestens einem der Vorsprünge benachbart angeordnet ist, wobei die Elektromagnetanordnung mindestens einem der Vorsprünge betreibbar zugeordnet ist, und eine oder mehrere Federn, die betreibbar an die bewegbare Basis und/oder an mindestens einen der Vorsprünge gekoppelt sind.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 11, wobei das Differenzial keinen Träger für die Planetenräder umfasst.
Elektromechanisches Aktuatorpaket nach Anspruch 11, wobei: die Planetenräder dazu ausgelegt sind, um das Sonnenrad drehbar zu sein, und das zweite Ringrad dazu ausgelegt ist, durch die Planetenräder drehbar zu sein.