28.03.2025

Bremsgehäuse fürs autonome Fahren

Lösung von MAPAL ist eine technisch anspruchsvolle Kombination

#Produkte #Branchen #Technologie #Automotive #Reiben&Feinbohren #Fräsen

Kombinierte Bremsgehäuse vereinen Hauptbremszylinder, Bremskraftverstärker und ABS/ESP in einem Bauteil. Die Komponente ebnet den Weg hin zum autonomen Fahren und spart Gewicht ein. Bei der Bearbeitung der komplexen Aluminiumwerkstücke ist die Lösungskompetenz von MAPAL gefragt.  

Während autonomes Fahren in einigen Ländern bereits möglich ist, fehlen in Europa noch die gesetzlichen Rahmenbedingungen dafür und lassen derzeit nur teilautonomes Fahren zu. Das kombinierte Bremsgehäuse, der Hauptbremszylinder, Bremskraftverstärker und ABS/ESP in einem Bauteil vereint, unterstützt autonomes Fahren auf jedem Level. Eng damit verbunden ist Break-by-Wire, bei dem das Bremssignal nicht mehr hydraulisch, sondern auf elektronischem Weg gegeben wird. 

Voraussetzung für autonomes Fahren

Das kombinierte Bremsgehäuse ist eine Voraussetzung für das autonome Fahren, bietet aber auch weitere Vorteile. Die elektronische Ansteuerung ermöglicht kürzere Ansprechzeiten der Bremse, was den Bremsweg bei einer Notbremsung deutlich verkürzt.
Für die Entwicklung von kombinierten Bremsgehäusen bietet MAPAL entsprechende Lösungen und passendes Werkzeug an.
Für die Bearbeitung kombinierter Bremsgehäuse aus Aluminium ist die Lösungskompetenz von MAPAL gefragt.  ©MAPAL
Erste Automobilzulieferer haben bereits rein elektrische Bremssysteme vorgestellt, in Fahrzeugen wird heute aber erst eine Vorstufe dazu genutzt, sogenannte nass-trockene Systeme. Diese hybride Form setzt hydraulische Bremsen vorn und ein rein elektrisches System auf der Hinterachse ein. Ermöglicht wird diese Redundanz mit einem anspruchsvollen zentralen Bauteil, das beide Welten auf kleinstem Raum vereint. 

Definierter Spanbruch für kurze Aluminiumspäne

Als Werkstoff für das kombinierte Bremsgehäuse dient Aluminium mit einem Siliziumanteil von weniger als einem Prozent. Aus Kostengründen werden meist Strangpressprofile verwendet. Der Faserverlauf und der geringe Siliziumanteil lassen bei der Bearbeitung lange Späne entstehen. Um einen ausgezeichneten Spanbruch beim Aufbohren und Reiben mit PKD-Schneiden von niedrig-siliziumhaltigem Aluminium zu gewährleisten, greift MAPAL auf anwendungsbezogene Spanbrechergeometrien zurück. Deren spezielle Topologie, die mithilfe von 3D-Simulationen entwickelt wurde, sorgt für einen definierten Spanbruch und dadurch kurze Späne, auch bei geringem Vorschub und niedrigem Aufmaß. Damit sind höchste Leistungsfähigkeit und Prozesssicherheit gewährleistet. 

Hohe Anforderungen an die Oberflächengüten

Mit seinen vielen Bohrungen erinnert das aufgeschnittene Bauteil an einen Schweizer Käse. Für jede der Bohrungen bestehen enge Toleranzvorgaben mit Genauigkeiten, die im Bereich von IT6 bis IT7 liegen. Da durch das Kombinationsgehäuse noch ein Medium fließt, werden auch hohe Anforderungen an die Oberflächengüten gestellt. Die Flächen müssen frei von Riefen sein, die durch Späne oder Vibrationen während der Bearbeitung entstehen könnten. Einige Bohrungen werden für höhere Verschleißfestigkeit im Nachgang anodisiert. Damit die Schicht hält, ist eine Rauigkeit von Rz 1 sicherzustellen.  
Das Bild zeigt den Spanbruch bei der Bearbeitung im Detail.
Anwendungsbezogene Spanbrechergeometrien von MAPAL gewährleisten einen ausgezeichneten Spanbruch beim Aufbohren und Reiben mit PKD-Schneiden von niedrig-siliziumhaltigem Aluminium.  ©MAPAL
MAPAL provides customised tools to machine the combined brake housing. These include a special carbide step drill for pre-machining the motor bore. Afterwards, PCD tools with many cutting edges are usually used to achieve the desired surface quality. The different contours of the valve bores are created with a circular milling cutter featuring very high contour accuracy.

Productive drilling solutions save costs

Various deep bores are also drilled in the aluminium block, which overlap inside the component. Twisted tools with machining depths of up to 30xD ensure chips are removed reliably, so the liquids can later flow unhindered. The deep drilling alone takes up about 20% of the cycle time of approximately 15 minutes. Economical bore machining solutions thus have a considerable effect on overall cost efficiency. 

Up to 5 million of the combined brake housing units are produced each year. They are predominantly produced in multi-spindle machines in two clamping setups. A four-spindle machine is preferred due to its high productivity. As a technology partner, MAPAL works with its customers to develop application-specific machining processes and tool packages for these aluminium parts.

Portrait Ostertag-Mathias

Contact

Mathias Ostertag Public Relations mathias.ostertag@mapal.com Phone: +49 7361 585 3566

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