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IPGATE AG · IP-Portfolio B · B1
Die Patentfamilie E136 beschreibt eine Bremsvorrichtung mit einem elektrisch angetriebenen doppeltwirkenden Kolben (DAP), der in beiden Bewegungsrichtungen Druckmedium in die Bremskreise einspeist – was einen unterbrechungsfreien Druckaufbau, eine adaptive Flächenumschaltung und eine erhebliche Reduzierung des Motordrehmoments ermöglicht.
Die Patentfamilie E136 beschreibt eine Bremsvorrichtung und ein Verfahren zu deren Betrieb, bei dem ein elektrisch angetriebener doppeltwirkender Kolben (DAP) in beiden Bewegungsrichtungen (Vor- und Rückhub) gesteuert Druckmedium in die Bremskreise einspeist. Die Kerninnovation liegt in der adaptiven, ventilgesteuerten Kopplung der Druckkammern, die eine situationsabhängige Anpassung der wirksamen Kolbenfläche ermöglicht und somit sowohl ein hohes Fördervolumen als auch ein reduziertes Motordrehmoment im Hochdruckbereich gewährleistet.
Die Patentfamilie E136 umfasst fünf erteilte Patente in den Rechtsordnungen DE, US und CN. Die Erfindung bildet eine zentrale technologische Komponente der zweiten Generation von IBS (IP-Portfolio B1) und ist insbesondere auf die Anforderungen von Fahrzeugdynamiksystemen hinsichtlich einer kontinuierlichen, unterbrechungsfreien Druckversorgung ausgerichtet.
Die Entwicklung des Konzepts des doppeltwirkenden Kolbens für Fahrzeugbremsen begann 2014 im Rahmen der zweiten Generation der integrierten Bremssysteme (IBS 2) von IPGATE. Die zentrale Frage lautete, wie ein ausreichendes Druckmittelvolumen für moderne Bremssysteme bereitgestellt werden kann, insbesondere für reibungsarme Bremsen, SUVs/Vans mit hohem Volumenbedarf sowie in Fading-Situationen, ohne dabei die Fehlertoleranz und die Fallback-Funktionalität zu beeinträchtigen.
The earlier solutions (e.g., storage chamber concepts from DE 10 2011 009059, DE 10 2011 111368) had in common that they either placed high demands on valve tightness, interrupted pressure build-up during long braking operations, or subjected the spindle and ball screw drive to additional axial forces. The basic idea behind the E136 invention — the use of a double-acting piston (DAP) that delivers controlled pressure medium to the brake circuits during both the forward and return strokes — fundamentally solves the problem of pressure interruption: Since both piston strokes are used for pressure supply, theoretically unlimited volume delivery with high dynamics (switching time <10 ms) is possible without interrupting the pressure build-up.
Die adaptive, ventilgesteuerte Kopplung der beiden Druckkammern über Magnetventile ermöglicht das Funktionsprinzip eines zweistufigen Hydraulikgetriebes: Im Niederdruckbereich sorgt eine große wirksame Kolbenfläche für ein hohes Volumen, während im Hochdruckbereich die Kammerverbindung auf eine kleinere wirksame Fläche umschaltet, wodurch das erforderliche Motordrehmoment deutlich reduziert wird. Dies führt zu einer Verringerung der Gesamtlänge um ca. 48 mm und einer Reduzierung des Hauptzylinderhubs um bis zu 50 %.
6 Konzepte aus Teilanmeldungen (E136WOUSTA, E136WOCNTA, E136WODE) und 5 aus Stammanmeldungen (E136WOUS, E136WOCN).
Übersicht über die Erfindung
| Erfindung | Kat. | Beschreibung | Stichwort |
|---|---|---|---|
| E136 A1US-Division, DE | Gerät | Betätigungsvorrichtung für Fahrzeugbremsen mit einem elektrisch angetriebenen doppeltwirkenden Kolben (DAP), der während des Vor- und Rückhubs Druckmedium in die Bremskreise einspeist. Unterschiedliche wirksame Kolbenflächen; die Magnetventil-Kopplung der Kammern ermöglicht die Umschaltung auf eine kleinere wirksame Fläche im Hochdruckbereich → Reduzierung des Motordrehmoments. | DAP mit ventilgesteuerter Kammerkupplung |
| E136 A30 (USA) / A11 (DE) | Verfahren | Verfahren zum Betrieb einer Bremsvorrichtung mit kontinuierlicher Druckzufuhr in beide Richtungen über das DAP. Adaptive Kammerumschaltung durch die Steuereinheit: Die Wirkflächen werden situationsabhängig über Ventilverbindungen gekoppelt, um die Kolbenkraft bzw. das Motordrehmoment zu reduzieren. Kein Verlust des Förderhubs; ununterbrochener Druckaufbau. | Bidirektionale Übertragung, adaptive Umschaltung |
| E136 A38US-Division | Gerät | Bremsvorrichtung mit 3/2-Wege-Magnetventil und nachgeschaltetem Rückschlagventil in der Hydraulikleitung zwischen dem DAP-Ringraum und den Bremskreisleitungen. Ersetzt zwei separate Ventile. Längenersparnis ~48 mm; Reduzierung des Hauptbremszylinderhubs um bis zu 50 %. | 3/2-Wege-Ventil für Bremsaktuator |
| E136 A50US-Division | Verfahren | Verfahren zur Betätigung einer Fahrzeugbremse: Das DAP-System versorgt abwechselnd Kammer 1 (Vorlauf) und Kammer 2 (Rücklauf); mindestens ein Ventil verbindet die Kammern vorübergehend miteinander, um die wirksame Kolbenfläche zu verändern. Grundlage für hocheffiziente EHB-Aktuatoren. | Bidirektionale Zufuhr, vorübergehender Kammeranschluss |
| E136 A1CN div. | Gerät | Breites Anwendungsspektrum: Steuergerät mit DAP, das Druck in beide Kolbenbewegungsrichtungen an die Bremskreise liefert; Kammern über mindestens ein Ventil verbindbar. Deckt vier Anwendungsbereiche ab: Reduzierung des Motordrehmoments, Kreistrennung (ausfallsicher L4/5), kontrollierte Druckreduzierung (ABS, HLF), adaptive Bereichsumschaltung. | DAP-Bremsvorrichtung mit adaptiven Betriebsmodi |
| E136 A12CN div. | Verfahren | ECU-controlled method with DAP for bidirectional pressure delivery. 4 operating modes; switching time <10 ms; fully diagnosable through pressure-volume characteristic curve evaluation. | ECU-gesteuertes bidirektionales Verfahren |
| E136 A1US-Muttergesellschaft | Gerät | Betätigungsvorrichtung mit DAP und einem hydraulisch angetriebenen Sekundärkolben, der den Druck auf eine zweite Druckkammer und einen Bremskreis überträgt. Versorgung von zwei Bremskreisen aus einer einzigen Zylindereinheit ohne mechanische Kopplung. | DAP mit Sekundärkolben |
| E136 A8US-Muttergesellschaft | Gerät | Betätigungsvorrichtung mit DAP und mechanischer Kupplung in der Ausweichstufe zur Trennung von Antrieb und Kolben. Gewährleistet die Bremsfähigkeit des Fahrers bei einem Stromausfall (F-BbW). | DAP mit Fallback-Kopplung |
| E136 A13US-Muttergesellschaft | Gerät | Betätigungsvorrichtung mit Spiel zwischen Bremspedal/Stößel und Spindel über eine biegsame Stange oder eine Kupplung. Entkopplung von Pedalgefühl und Betätigungsbewegung. | DAP mit freier Bewegung / Biegestange |
| E136 A41CN-Elternteil | Gerät | Der doppeltwirkende Kolben selbst als eigenständiges Schutzobjekt für hydraulische Antriebe – eine einzigartige, CN-spezifische Schutzrichtung, für die es in anderen Rechtsordnungen keine Entsprechung gibt. | Doppeltwirkender Kolben |
| E136 A43 / A60CN-Elternteil | Verfahren / Vorrichtung | A43: Verfahren zum Betrieb der Bremsvorrichtung mit ECU-gesteuertem DAP für bidirektionale Druckübertragung und adaptive Kammerumschaltung. A60: Bremsvorrichtung zur Umsetzung des Verfahrens A43. Unabhängige Zuordnung von Vorrichtung und Verfahren. | DAP-Betriebsverfahren CN |
Familienübersicht
| Aktenzeichen | Land | Status | Typ | Antragsnummer | Abgelegt | Fördernummer | Zugegeben |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| E136WODE | DE | Zugegeben | Patent | 112014004233.1 | 16. September 2014 | DE112014004233B4 | 8. März 2023 |
| E136WOUSTA | USA | Zugegeben | Patent (Teileanmeldung) | 16/174.437 | 16. September 2014 | US 11.104.317 B2 | 31. August 2021 |
| E136WOCNTA | CN | Zugegeben | Patent (Teileanmeldung) | 201910758513.1 | 16. September 2014 | CN110576840B | 1. Februar 2022 |
| E136WOUS | USA | Zugegeben | Patent (Stammpatent) | 15/022.394 | 16. September 2014 | US 10.112.592 B2 | 30. Oktober 2018 |
| E136WOCN | CN | Zugegeben | Patent (Stammpatent) | CN201480051135.9 | 16. September 2014 | CN105636842B | ca. 2018 |
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