Patent E149
21.04.2015
Integrierte 1-Box-Architektur mit Plunger/DAP Druckversorgung
| Anmelder: | IPGATE AG, Churerstrasse 160a, 8808 Pfaeffikon (CH) |
|---|---|
| Erfinder: | Heinz Leiber, Dr. Thomas Leiber, C. Hecker |
| Prioritaets-/Anmeldetag: | 21. Maerz 2016 (Prioritaet DE 10 2016 105 232.9) / 20. Maerz 2017 (PCT) |
| PCT-Anmeldung: | PCT/EP2017/056567 (WO 2017/162480 A1) |
| Technologie: | Integriertes Modul |
| Anzahl Innovationen: | 9 unabhängige Erfindungen (Vorrichtung) |
Einleitung
Die Patentanmeldung E149 (DE 10 2016 105 232.9, Prioritaet 21.03.2016, PCT-Anmeldung 20.03.2017, Anmelder: IPGATE AG, Erfinder: Heinz Leiber, Dr. Thomas Leiber, C. Hecker) beschreibt eine integrierte 1-Box-Architektur fuer hydraulische Betaetigungssysteme, insbesondere Kraftfahrzeugbremsen und elektrifizierte Kupplungs-/Gangsteller. Die Kernidee ist die parallele Anordnung von Druckversorgungseinrichtung (Plunger oder Doppelhubkolbenpumpe) und Kolben-Zylinder-Einheit (Hauptzylinder) in einer kompakten, modularen Baueinheit mit integrierter Elektronik und Hydraulikventilsteuerung.
Die Patentfamilie E149 ist eine der umfangreichsten im IPGATE-Portfolio mit 29 Familienmitgliedern in 8 Jurisdiktionen (DE, EP, US, CN, JP, KR, IN) sowie 4 chinesischen Gebrauchsmustern. Die Familie umfasst Patente, Teilanmeldungen und Gebrauchsmuster, die verschiedene Aspekte der integrierten Bauweise schuetzen: von der Grundarchitektur ueber Steckverbindungs-Geometrien bis hin zu spezifischen Getriebe- und Lagerkonstruktionen.
Rueckblick/Historie: Von separaten Modulen zur integrierten 1-Box
Waehrend die Vorgaengerfamilien E147 und E148 die Drucksteuerung und Druckversorgung als funktionale Einheiten optimierten, adressiert E149 die physische Integration aller Komponenten in ein einziges Gehaeusegehaeuse (1-Box-Architektur). Die parallele Achsanordnung von Druckversorgung und Hauptzylinder unterscheidet sich bewusst von der senkrechten Architektur (z.B. MKC1) und dient als Vorstufe zu einer integrierten 2-Druckversorgungs-Einheit fuer redundante Brake-by-Wire-Systeme.
0.2 Ueberblick Kerninnovationen der Patentfamilie (9 Patent- + 4 Gebrauchsmuster-Innovationen)
- Parallele integrierte Bremsdruckeinheit (PIB) (E149WOUS A1)
Parallele Achsen von PSU und HZ mit integrierter Ventil-/Elektronikeinheit
- Kegelrad-Sensor-Integration (KSI) (E149WOUS A24)
Rotorbewegung ueber Kegelradantrieb auf Sensortarget auf Systemplatine
- Integrierter Kupplungs- und Getriebeaktuator (IKGA) (E149WOUS A25)
Parallele Architektur fuer elektrifizierte Kupplungs-/Getriebesysteme
- Horizontale Steck-Integration (HSI) (E149WOUS1 A1)
Steckverbindung oberhalb KZE in horizontaler Richtung
- Axialkompakte Kugelspindel-Einheit (AKE) (E149WOUS2 A1)
Stranggussgehaeuse mit Planeten-Spindelantrieb, Motor unterhalb HZ-Achse
- Steckverbindung mit Abzugsrichtung (E149WOUS2 A13)
Erweiterung HSI: Stecker horizontal zur KZE-Achse hin abziehbar
- Rotorintegrierter Kugelspindelantrieb (RIKSA) (E149WOUS3 A1)
Kugelumlaufspindel innerhalb des Rotors, Vierpunktlager
- Strangguss-Integration Antrieb und HZ (SIAH-Stator) (E149WOUS3 A9)
Vierpunktlager neben Stator, Stranggussgehaeuse
- Strangguss-Integration Antrieb und HZ (SIAH-Motor) (E149WOUS3 A16)
Vierpunktlager ins Motorgehaeuse eingepresst, Stranggussgehaeuse
- Parallelanordnung PSU/HZ (PDH) (E149CN1)
Breitester Schutz: parallele Achsen von PSU und HZ
- Sandwich-Integrationsarchitektur (SIA) (E149CN2)
ECU-HCU-PSU/HZ sandwichartig in Reihe angeordnet
- Seitlich integrierte Antriebseinheit (SIAE) (E149CN3)
Motor stirnseitig/seitlich an ECU angrenzend
- Koaxial gekoppelte Antrieb-ECU-Architektur (KAEA) (E149CN4)
Motor koaxial zum Kolben, Gehaeuse direkt an ECU
Anzahl separate Erfindungen: 9 eigenstaendige Erfindungskonzepte
Hinweis: E149WOUS2 A13 ist eine Detailverfeinerung von E149WOUS1 A1 (gleiche Grundidee: horizontale Steckverbindung). E149WOUS3 A9 und A16 sind Varianten desselben Konzepts (Strangguss-Integration mit unterschiedlicher Lagerplatzierung). Die CN-Gebrauchsmuster CN1 entspricht im Kern der Patenterfindung PIB (E149WOUS A1), CN2-CN4 schuetzen eigenstaendige Architekturkonzepte. Somit ergeben sich 9 klar voneinander abgrenzbare Erfindungsideen.
1. Keywords – Nomenklatur
Die E149-Familie wird in Patent-Innovationen und Gebrauchsmuster-Innovationen differenziert:
| Kategorie | Kerninnovation DE | Kerninnovation EN | Keyword DE | Keyword EN |
|---|---|---|---|---|
| Vorrichtung (WOUS A1) | Parallele Achsen von DHK-Pumpe und HZ, vertikal beabstandet, Magnetventile senkrecht zur PSU-Achse, horizontale Steckverbindung | Parallel axes of DHK pump and MC, vertically spaced, solenoid valves perpendicular, horizontal plug | Parallele integrierte Bremsdruckeinheit (PIB) | Parallel Integrated Brake Module (PIBM) |
| Vorrichtung (WOUS A24) | Kegelradantrieb uebertraegt Rotorbewegung auf Sensortarget, Auswerteelement auf Systemplatine in ECU | Bevel gear transfers rotor movement to sensor target, evaluating element on system PCB in ECU | Kegelrad-Sensor-Integration (KSI) | Bevel-Gear Driven Position Detection (BGPD) |
| Vorrichtung (WOUS A25) | Parallele Achsen fuer elektrifizierten Kupplungsaktuator mit/ohne Getriebeaktuator | Parallel axes for electrified clutch actuator with/without gear actuator | Integrierter Kupplungs-/Getriebeaktuator (IKGA) | Integrated Clutch and Transmission Actuator (ICTA) |
| Vorrichtung (WOUS1 A1) | Verbindungselement horizontal oberhalb KZE und erstem Gehaeuse einsteckbar | Connection element pluggable horizontally above piston-cylinder unit and first housing | Horizontale Steck-Integration (HSI) | Horizontal Connector Integration (HCI) |
| Vorrichtung (WOUS2 A1) | DHK mit Planeten-Spindelantrieb, Motor unterhalb HZ-Laengsachse, Stranggussgehaeuse | DHK with planetary spindle drive, motor below MC longitudinal axis, continuous casting housing | Axialkompakte Kugelspindel-Einheit (AKE) | Compact Ball-Screw Pressure Unit (CBSPU) |
| Vorrichtung (WOUS2 A13) | Stecker horizontal zur KZE-Achse hin und von Steuereinheit weg abziehbar | Connector unpluggable horizontally towards MC axis and away from control unit | Steckverbindung mit Abzugsrichtung | Connector with Removal Direction |
| Vorrichtung (WOUS3 A1) | Kugelumlaufspindel im Rotor, Vierpunktlager fuer Axialkraefte, Spindel/Mutter drehmomentfest mit Rotor | Ball screw inside rotor, four-point bearing for axial forces, spindle/nut torque-proof to rotor | Rotorintegrierter KUS-Antrieb (RIKSA) | Rotor-Integrated Ball-Screw Actuator (RIBSA) |
| Vorrichtung (WOUS3 A9) | Vierpunktlager neben Stator, Stranggussgehaeuse fuer PSU und HZ | Four-point bearing adjacent to stator, continuous casting housing for PSU and MC | Strangguss-Integration (SIAH-S) | Continuous Casting Integration (SIAH-S) |
| Vorrichtung (WOUS3 A16) | Vierpunktlager in Motorgehaeuse eingepresst, Stranggussgehaeuse fuer PSU und HZ | Four-point bearing pressed into motor housing, continuous casting housing for PSU and MC | Strangguss-Integration (SIAH-M) | Continuous Casting Integration (SIAH-M) |
| GM (CN1) | Parallele Achsen von PSU und HZ (breitester Schutzumfang) | Parallel axes of PSU and MC (broadest scope) | Parallelanordnung (PDH) | Parallel Arrangement (PDH) |
| GM (CN2) | ECU, HCU und PSU/HZ-Stapel sandwichartig in Reihe | ECU, HCU and PSU/MC stack in sandwich row arrangement | Sandwich-Integration (SIA) | Sandwich Integration (SIA) |
| GM (CN3) | Motor stirnseitig und/oder seitlich an ECU angrenzend | Motor adjacent to ECU at front and/or side | Seitliche Antriebsintegration (SIAE) | Side-Integrated Drive Unit (SIDEU) |
| GM (CN4) | Motor koaxial zum PSU-Kolben, Gehaeuse direkt an ECU, parallele HZ/PSU-Achsen | Motor coaxial to PSU piston, housing directly adjacent to ECU, parallel MC/PSU axes | Koaxiale Antrieb-ECU (KAEA) | Coaxial Mechatronic Unit (CMAU) |
Erfindungsuebersicht – Kategorien, Kurzbeschreibung, Keyword
Uebersicht aller 13 unabhaengigen Erfindungen der Patentfamilie E149 (9 Patent- + 4 Gebrauchsmuster-Innovationen):
| Erfindung | Kategorie | Beschreibung | Keyword |
|---|---|---|---|
| E149WOUS
A1 |
Vorrichtung | Betaetigungsvorrichtung mit Doppelhubkolbenpumpe und Kolben-Zylinder-Einheit, deren Achsen parallel zueinander und vertikal beabstandet angeordnet sind. Magnetventile senkrecht zur PSU-Achse, horizontale Steckverbindung zur ECU. Integrierte Bauweise mit Ventilanordnung und Elektronik. | Parallele integrierte Bremsdruckeinheit (PIB) |
| E149WOUS
A24 |
Vorrichtung | Betaetigungsvorrichtung mit parallelen Achsen, wobei die Rotorbewegung des Elektromotors ueber einen Kegelradantrieb auf ein Sensortarget uebertragen wird. Auswerteelement auf der Systemplatine in der ECU integriert. | Kegelrad-Sensor-Integration (KSI) |
| E149WOUS
A25 |
Vorrichtung | Betaetigungsvorrichtung mit parallelen Achsen, konfiguriert als elektrifizierter Kupplungsaktuator mit Getriebeaktuator oder als Kupplungsaktuator fuer mindestens eine Kupplung. | Integrierter Kupplungs-/Getriebeaktuator (IKGA) |
| E149WOUS1
A1 |
Vorrichtung | Betaetigungsvorrichtung mit Verbindungselement (Stecker) in horizontaler Steckrichtung oberhalb der Kolben-Zylinder-Einheit und oberhalb des ersten Gehaeuses in die Steuereinheit einsteckbar. | Horizontale Steck-Integration (HSI) |
| E149WOUS2
A1 |
Vorrichtung | Betaetigungsvorrichtung mit Doppelhubkolbenpumpe, Planetengetriebe in Form eines Spindelantriebs, Elektromotor unterhalb der HZ-Laengsachse, gemeinsames Stranggussgehaeuse fuer KZE und PSU. | Axialkompakte Kugelspindel-Einheit (AKE) |
| E149WOUS2
A13 |
Vorrichtung | Erweiterung HSI: Verbindungselement horizontal oberhalb KZE, zusaetzlich in horizontaler Richtung zur KZE-Achse hin und von der Steuereinheit weg herausziehbar. Ermoeglicht Abzug zur Fahrzeugmitte. | Steckverbindung mit Abzugsrichtung |
| E149WOUS3
A1 |
Vorrichtung | Druckversorgung mit Kugelumlaufspindelantrieb (Spindel + Mutter) innerhalb des Rotors. Vierpunktlager nimmt Axialkraefte auf. Spindel oder Mutter drehmomentfest mit Rotor verbunden. | Rotorintegrierter KUS-Antrieb (RIKSA) |
| E149WOUS3
A9 |
Vorrichtung | Kugelumlaufspindelantrieb mit Vierpunktlager neben dem Stator des Elektromotors. PSU und Hauptzylinder in Stranggussgehaeuse integriert. | Strangguss-Integration (SIAH-Stator) |
| E149WOUS3
A16 |
Vorrichtung | Kugelumlaufspindelantrieb mit Vierpunktlager in Motorgehaeuse eingepresst. PSU und Hauptzylinder in Stranggussgehaeuse integriert. | Strangguss-Integration (SIAH-Motor) |
| E149CN1 | Vorrichtung (Gebrauchsmuster) | Breitester Schutzumfang: Betaetigungsvorrichtung mit parallelen Achsen von Kolbenzylindereinheit (10) und Druckversorgungseinrichtung (11). Keine weiteren einschraenkenden Merkmale. | Parallelanordnung (PDH) |
| E149CN2 | Vorrichtung (Gebrauchsmuster) | Sandwich-Architektur: PSU und KZE auf einer Seite der Ventilanordnung (HCU), ECU auf der gegenueberliegenden Seite. Alle Komponenten sandwichartig in Reihe angeordnet. | Sandwich-Integration (SIA) |
| E149CN3 | Vorrichtung (Gebrauchsmuster) | Motor (M) stirnseitig und/oder seitlich an die elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU) angrenzend. Direkte Motor-ECU-Kopplung ohne externe Verkabelung. | Seitliche Antriebsintegration (SIAE) |
| E149CN | Vorrichtung (Gebrauchsmuster) | Motor (M) koaxial zum PSU-Kolben angeordnet, Motorgehaeuse direkt an ECU angrenzend. Parallele Achsen von KZE und PSU. Hochintegrierte mechatronische Einheit. | Koaxiale Antrieb-ECU (KAEA) |
2a. Familienübersicht – Jurisdictions und Status
Übersicht aller Familienmitglieder der Patentfamilie E148 (Stand: Februar 2026):
| Aktenzeichen | Land | Status | Anmelde-Nr. | Anmelde-Datum | Erteilungs-Nr. | Erteilungs-Datum | Art |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| E148WOEP | EP | G. | 16711220.0 | 16.03.2016 | EP 3271228 B1 | 13.07.2022 | Patent |
| E148WOEPDE | DE | G. | 16711220.0 | 16.03.2016 | 502016015066.4 | 13.07.2022 | Patent |
| E148WOEPFR | FR | G. | 16711220.0 | 16.03.2016 | EP 3271228 B1 | 13.07.2022 | Patent |
| E148WOEPGB | GB | G. | 16711220.0 | 16.03.2016 | EP 3271228 B1 | 13.07.2022 | Patent |
| E148WOEPNL | NL | G. | 16711220.0 | 16.03.2016 | EP 3271228 B1 | 13.07.2022 | Patent |
| E148WOUS | US | G. | 15/558,385 | 16.03.2016 | US 11,097,708 B2 | 24.08.2021 | Patent |
| E148WOJP | JP | G. | 2017-548861 | 16.03.2016 | JP 7264591 B2 | 17.04.2023 | Patent |
| E148WOKR | KR | P. | 10-2017-7029740 | 16.03.2016 | – | – | Patent |
| E148WOCN | CN | G. | 201680016524.7 | 16.03.2016 | CN 107438543 B | 29.10.2021 | Patent |
| E148WOIN | IN | G. | 201717035154 | 16.03.2016 | IN 482888 B | 14.12.2023 | Patent |
| E148WOEP1 | EP | G. | 22184243.8 | 16.03.2016 | EP 4129783 B1 | 22.05.2024 | Teilanmeldung |
| E148WOUS1 | US | P. | 17/378,201 | 16.03.2016 | – | – | Teilanmeldung |
| E148WOKR1 | KR | G. | 10-2023-7039045 | 16.03.2016 | KR 102714967 B1 | 02.10.2024 | Teilanmeldung |
| E148WOCN1 | CN | G. | 202111170671.9 | 16.03.2016 | CN 114368370 B | 23.04.2024 | Teilanmeldung |
