CN105317893A - 用于车辆液压制动设备的压力发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆液压制动设备的压力发生器(1)，其具有活塞－缸－单元(2)、用于移动活塞(3)的滚珠丝杠驱动器(8)、用于驱动且包围滚珠丝杠驱动器(8)的电动空心轴马达(27)和用于将空心轴马达(27)的旋转运动传递到滚珠丝杠驱动器(8)上的行星齿轮传动装置(22)。本发明提出，将行星齿轮传动装置(22)的行星齿轮架(38)和齿圈(21)通过销钉式形状配合连接部(40、42)与滚珠丝杠传动器(8)的主轴螺母(7)或固定的管状的传力器(13)连接。形状配合连接部(40、42)通过沿轴向装配到电动空心轴马达(27)的空心轴(26)中实现连接。

Description

用于车辆液压制动设备的压力发生器
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分所述特征的用于车辆液压制动设备的压力发生器。压力发生器特别是设置为用于液压的外力制动设备并且还可用于在液压的外力制动设备、助力制动设备和人力制动设备中的滑动控制。此外，本发明涉及一种具有权利要求7的前序部分所述特征的用于压力发生器的装配工具以及一种具有权利要求8的前序部分所述特征的用于组装压力发生器的方法。
背景技术
从日本的专利申请JPH0422767A中已知一种被称为液压柱塞泵的、具有滚珠丝杠驱动器和活塞－缸－单元的压力发生器。滚珠丝杠驱动器具有主轴螺母，主轴螺母可利用电动马达旋转地驱动并且由此使主轴沿轴向移动，主轴本身使在活塞－缸－单元的缸中的活塞移动。主轴螺母的旋转驱动在一种实施方式中直接利用同轴布置的且包围滚珠丝杠驱动器的电动空心轴马达进行，并且在另一实施方式中利用轴向平行地布置在螺旋传动装置旁边的电动马达通过正齿轮传动装置进行。
发明内容
根据本发明的具有权利要求1所述特征的压力发生器具有：活塞－缸－单元，其具有缸和可在缸中移动的活塞；以及用于移动活塞的螺旋传动装置。螺旋传动装置具有可旋转的、轴向固定的、具有螺纹的构件和可沿轴向移动的、抗扭的、具有配合螺纹的构件，该构件的配合螺纹直接或间接地例如通过滚动体与螺旋传动装置的可旋转的构件的螺纹接合。螺旋传动装置的可旋转的构件的旋转驱动使螺旋传动装置的可沿轴向移动的构件沿轴向移动。螺旋传动装置的可沿轴向移动的构件与活塞－缸－单元的活塞轴向固定，从而螺旋传动装置的可沿轴向移动的构件的移动使在活塞－缸－单元的缸中的活塞移动。
根据本发明，压力发生器具有空心的、例如管状的传力器，传力器在活塞－缸－单元和螺旋传动装置的可旋转的构件之间传递轴向力，该轴向力利用活塞－缸－单元引起压力产生。传力器可直接或间接地通过一个或多个其他构件传递轴向力。特别地，螺旋传动装置的可旋转的构件可旋转地在轴向上支撑在传力器处，并且传力器直接或间接地与活塞－缸－单元的缸连接。螺旋传动装置的长度的至少一部分设置在空心的传力器中，这可实现压力发生器的紧凑的结构。
根据本发明的压力发生器具有行星齿轮传动装置以用于旋转驱动螺旋传动装置的可旋转的构件，该可旋转的构件相对于螺旋传动装置同轴地布置在螺旋传动装置的离活塞－缸－单元较远的端部处。行星齿轮传动装置的行星齿轮架通过形状配合连接部抗扭地与螺旋传动装置的可旋转的构件连接，使得行星齿轮传动装置的行星齿轮架的旋转驱动旋转地驱动螺旋传动装置的可旋转的构件。为了组装，可将行星齿轮架沿轴向安装到螺旋传动装置的可旋转的构件上，也就是说，形状配合连接部设计为使得其通过行星齿轮架相对于螺旋传动装置的可旋转的构件的轴向运动形成接合，即，将行星齿轮架通过形状配合连接抗扭地与螺旋传动装置的可旋转的构件连接。
此外，根据本发明的压力发生器的行星齿轮传动装置的齿圈同样通过形状配合连接部抗扭地与传力器连接。该形状配合连接部也通过传力器相对于齿圈的轴向运动形成接合。
从属权利要求的说明对象是在权利要求1中提出的本发明的有利的设计方案和改进方案。
可通过轴向运动闭合的、抗扭的形状配合连接部例如为槽和榫头连接部、多边形连接部或密齿连接部。本发明的根据权利要求2的设计方案规定了具有偏心布置的、轴向平行的、接合到孔中的销钉的销钉连接部。原则上，这种销钉足够长，这例如适用于行星齿轮传动装置的齿圈与空心的传力器的抗扭的形状配合连接。根据权利要求3的改进方案规定具有多个销钉的销钉连接部作为形状配合连接部，其销钉均匀或不均匀地在周向上分布地布置。
本发明的实现压力发生器的紧凑结构的优选设计方案规定电动空心轴马达用于旋转驱动行星齿轮传动装置。空心轴马达具有盆状的转子，该转子包围行星齿轮传动装置和螺旋传动装置的长度的至少一部分。转子的位于行星齿轮传动装置的一侧上的端壁具有装配开口，通过该装配开口可将行星齿轮与行星齿轮架保持在转子中，并且在组装时将行星齿轮传动装置的齿圈与螺旋传动装置的可旋转的构件和空心的传力器保持在转子中。
权利要求7的对象是具有用于行星齿轮传动装置的行星齿轮和齿圈的保持部的装配工具，其中，行星齿轮还可通过行星齿轮架保持。装配工具通过在空心轴马达的转子的端壁中的装配开口位置正确地保持行星齿轮和齿圈。位置正确意指齿圈与传力器的形状配合连接部和行星齿轮架与螺旋传动装置的可旋转的构件的形状配合连接部通过轴向运动闭合，并且特别是没有由于相对彼此旋转的位置而相互撞击。在组装之后，将装配工具或其保持部沿轴向通过在空心轴马达的转子的端壁中的装配开口拉出。
附图说明
下面借助于本发明的在附图中所示的实施方式详细阐述本发明。其中：
图1示出了根据本发明的压力发生器的轴向剖面；以及
图2示出了在组装时根据本发明的压力发生器的部件和装配工具。
具体实施方式
根据本发明的在附图中所示的压力发生器1用于在液压的外力制动设备中产生压力。用于滑动控制的用途同样可行。压力发生器1具有带有活塞3和缸4的活塞－缸－单元2，缸实施为在此外未示出的车辆制动设备的液压块5中的柱状的埋头孔。液压块5用于车辆制动设备的滑动控制的液压结构元件(例如，电磁阀、止回阀、液压蓄能器和活塞－缸－单元2)的机械固定和液压连接。这种用于滑动控制的车辆制动设备的液压块5是已知的并且在此应不再进一步赘述。在外力制动设备中，活塞－缸－单元2用于代替以脚或手操纵的主制动缸建立压力，以脚或手操纵的主制动缸为了外力制动而用作制动力标称值探测器，并且借助于其可在外力制动器失灵时产生用于辅助制动的制动压力。
活塞－缸－单元2的活塞3实施为空心活塞并且具有同轴地布置在其中的且刚性连接的主轴6。也就是说，主轴6与活塞3轴向固定且径向固定。主轴6同轴地布置在主轴螺母7中，主轴螺母突出到实施为空心的活塞3中。通过可旋转且轴向固定的主轴螺母7的旋转驱动，主轴6和随之一起的活塞3沿轴向移动，使得活塞3在缸4中产生液压压力。主轴6和主轴螺母7一起形成螺旋传动装置8。在本发明的所示的实施方式中，螺旋传动装置8实施为具有滚珠循环部36和作为滚动体的滚珠9的滚珠丝杠驱动器，滚珠在螺旋状的凹槽中滚动，凹槽构造为在主轴6上和在主轴螺母7中的螺纹和配合螺纹。主轴6和主轴螺母7一般可理解为螺旋传动装置8的构件，其中，主轴螺母7形成螺旋传动装置8的可旋转的、轴向固定的且具有螺纹的构件，并且主轴6形成螺旋传动装置8的可沿轴向移动的、抗扭的且具有配合螺纹的构件。在作为滚珠丝杠驱动器的实施方式中，主轴螺母7的螺纹和主轴6的配合螺纹间接地通过滚珠9接合，从而如已经说明的那样主轴螺母7的旋转驱动使带有活塞3的主轴6沿轴向移动。在本发明的实施方式中还可考虑颠倒方案，即，可转动的且轴向固定的主轴和抗扭的且可沿轴向移动的主轴螺母(未示出)，其中，在这种情况下，主轴螺母例如也与活塞3连接为一体并且在主轴的旋转驱动下使活塞移动。为了旋转可靠性，活塞3和主轴6具有带有六角截面的轴向的盲孔34，六角棒35伸到该盲孔中，六角棒在缸4的基部处抗扭地拧入液压块5中。
主轴螺母7利用径向轴承10可旋转地支承在法兰件15的管状的颈部14中，并且利用在本实施方式中实施为滚针轴承的轴向轴承11在轴向上且可旋转地支撑在凸缘处，该凸缘在此被称为支座12，支座12设置在管状的传力器13中。在本实施方式中，径向轴承10和轴向轴承11布置在主轴螺母7的离活塞3较远的端部处。传力器13具有螺纹37，传力器利用该螺纹拧到法兰件15的管状颈部14的配合螺纹上，即，与颈部14固定地连接。
法兰件15具有法兰16，该法兰固定在液压块5的埋头孔中。法兰件15与缸4、活塞3、主轴6和主轴螺母7同轴。法兰件15的颈部14引导活塞3，使其可与缸4同轴地且轴向地移动。法兰件15的颈部14通过活塞3引导螺旋传动装置8的主轴6，使其可与缸4和主轴螺母7同轴地且轴向地移动，主轴6与活塞3是刚性的且由此与活塞3是沿径向固定的。如果活塞3移动到缸4中以产生压力，则压力作用到主轴6和主轴螺母7上，主轴螺母7在轴向上通过轴向轴承11支撑在传力器13中的支座12处。与法兰件15的颈部14拧紧的传力器13将作为对在主轴6和主轴螺母7中的压力的反作用力产生的拉力通过固定在液压块5处的法兰件15传导到液压块5中，液压块具有活塞－缸－单元2的缸4。在产生压力时出现的压力和拉力在闭合的回路中以这种方式在很短的路径上作为内部的力传导，从而没有必须支撑的力向外作用。
在主轴螺母7的离活塞3较远的端部处设置有具有太阳轮20、行星齿轮17、行星齿轮架38和齿圈21的行星齿轮传动装置22。行星齿轮17可旋转地设置在销钉上，销钉作为行星齿轮轴39插入行星齿轮架38中。在所示的实施方式中，行星齿轮传动装置22具有三个行星齿轮17，然而这对于本发明不是强制性的。
行星齿轮架38为利用形状配合连接部40抗扭地安装在主轴螺母7的离活塞3较远的端部处的圆盘。在本发明的所示的实施方式中，行星齿轮架38与主轴螺母7的形状配合连接部40构造为具有多个轴向平行的销钉41的销钉连接部，这些销钉偏心地且均匀或不均匀地布置在周向上。形状配合连接部40可通过行星齿轮架38相对于主轴螺母7的轴向运动构成，这也可称为形状配合连接部40的闭合。其他可沿轴向闭合的、用于抗扭地连接行星齿轮架38与主轴螺母7的形状配合连接部40是可行的，例如槽和榫头连接部、密齿构型或多边形。该列举并非封闭式的，而是示例性的。
行星齿轮传动装置22的齿圈21插入到管状的传力器13的离活塞3较远的端部中，齿圈在轴向上贴靠在传力器13中的环形台阶处。齿圈21利用形状配合连接部42抗扭地与传力器13连接。在本发明的所示的实施方式中，形状配合连接部42也为具有轴向平行地从齿圈21伸出的销钉43的销钉连接部，销钉接合到传力器13中的孔中。齿圈21与传力器13的形状配合连接部42同样通过齿圈21相对于传力器13的轴向运动闭合，并且在此其他可沿轴向闭合的、用于抗扭地连接齿圈21与传力器13的形状配合连接部42也是可行的，例如槽和榫头连接部、密齿轮廓或多边形。该列举并非封闭式的，而是示例性的。
太阳轮20与轴23是抗扭的，该轴抗扭地压入到电动空心轴马达27的盆状的空心轴26的端壁25中的颈部24中。空心轴26在外部具有极或永磁体28并且也可理解为电动空心轴马达27的转子。空心轴26同心地包围行星齿轮传动装置22、螺旋传动装置8、传力器13和法兰件15的颈部14。空心轴利用作为旋转轴承29的球轴承可旋转地支承在法兰16的附近。空心轴26的在法兰附近的旋转轴承29在法兰16附近压到在法兰件15的外部上的轴承座19上。
电动空心轴马达27具有同样盆状的且直径分级的马达壳体30，马达壳体的敞开的端部固定在法兰件15的法兰16处。壳体30在内侧处具有电磁体作为定子磁体31。具有定子磁体31的马达壳体30也可理解为电动空心轴马达27的定子。在背离法兰16的封闭的端部处构造有在马达壳体30处的空心柱状的轴承座32，在该轴承座中设置有球轴承作为旋转轴承33。利用旋转轴承33可旋转地支承轴23，行星齿轮传动装置22的太阳轮20与轴23不能够相对旋转，并且该轴通过压入到空心轴26的颈部24中与空心轴26不能够相对旋转。由此，旋转轴承23既在远离法兰16的端部处可旋转地支承电动空心轴马达27的空心轴26，又同时可旋转地支承行星齿轮传动装置22的太阳轮20。在电动空心轴马达27的空心轴26旋转驱动时，行星齿轮传动装置22的与空心轴26抗扭的太阳轮20被旋转地驱动并且驱动行星齿轮17进行环绕运动，该环绕运动引起行星齿轮架38和主轴螺母7的旋转驱动。
为了组装压力发生器1或为了将行星齿轮传动装置22和螺旋传动装置8的主轴螺母7装入到空心轴马达27的空心轴26中，将与太阳轮20抗扭的轴23从内部压入到空心轴26的端壁25的颈部24中，使得太阳轮20抗扭地且与空心轴26同轴地布置在其端壁25的内侧上。旋转轴承33可同时或过后从外部压装到轴23的突出的端部上。装配工具44从外部放置到转子26的端壁25上，装配工具具有作为用于行星齿轮架38和齿圈21的保持部45、46的轴向平行的销钉(图2)。作为保持部45、46的销钉对于本发明不是强制性的。保持部45、46穿过在空心轴26的端壁25中的装配开口47。行星齿轮架38和齿圈21具有相应于与其对应的保持部45、46的孔。行星齿轮架38与可旋转地设置在行星齿轮架处的行星齿轮17从空心轴26的内部装到装配工具44的保持部45上，并且齿圈21同样从空心轴26的内部装到装配工具44的与齿圈对应的保持部46上。装配工具44具有空心柱状的套筒48，装配工具利用该套筒装到压到轴23上的旋转轴承33上。由此使装配工具44在空心轴26处定心。如果过后压装旋转轴承23，装配工具44可在轴23处或以其他方式在空心轴26处定心(未示出)。装配工具44使行星齿轮架38和齿圈21保持在设定的角度位置中，使得传力器13和主轴螺母7可从转子26的内侧装入到空心轴26中，其中，在主轴螺母7和行星齿轮架38之间的形状配合连接部40以及在传力器13和齿圈21之间的形状配合连接部42闭合，并且行星齿轮架38抗扭地与主轴7连接，并且齿圈21抗扭地与传力器13连接。传力器13可在装入到空心轴26中之前与法兰件15拧紧，或者法兰件15可在装入传力器13之后与传力器拧紧。利用装配工具44可抗扭地保持传力器13以便与法兰件15拧紧。在将行星齿轮传动装置22、主轴螺母7和传力器13装入到空心轴26之后，沿轴向拉出装配工具44。

Claims (8)

1.一种用于车辆液压制动设备的压力发生器，其具有：活塞－缸－单元(2)，其具有缸(4)和能够在所述缸(4)中移动的活塞(3)；螺旋传动装置(8)，其具有能够旋转的、轴向固定的且具有螺纹的构件(7)和能够轴向移动的、抗扭的且具有配合螺纹的构件(6)，能够轴向移动的构件与所述活塞－缸－单元(2)的活塞(3)轴向固定并且所述能够轴向移动的构件的配合螺纹与所述螺旋传动装置(8)的能够旋转的构件(7)的螺纹接合，从而所述螺旋传动装置(8)的能够旋转的构件(7)的旋转驱动使所述螺旋传动装置(8)的能够轴向移动的构件(6)和所述活塞－缸－单元(2)的与所述螺旋传动装置(8)的能够轴向移动的构件(6)轴向固定的活塞(3)移动，其特征在于，所述压力发生器(1)具有空心的传力器(13)，所述螺旋传动装置(8)的长度的至少一部分设置在该传力器中，并且该传力器在所述活塞－缸－单元(2)的活塞(3)和所述螺旋传动装置(8)的能够旋转的构件(7)之间传递轴向力，该轴向力利用所述活塞－缸－单元(2)引起压力产生，并且所述压力发生器(1)具有行星齿轮传动装置(22)以用于旋转驱动所述螺旋传动装置(8)的能够旋转的构件(7)，该行星齿轮传动装置相对于所述螺旋传动装置(8)同轴地布置在所述螺旋传动装置(8)的远离所述活塞－缸－单元(2)的端部处，其中，所述行星齿轮传动装置(22)的行星齿轮架(38)通过能够沿轴向装到所述螺旋传动装置(8)的能够旋转的构件(7)上的形状配合连接部(40)抗扭地与所述螺旋传动装置(8)的能够旋转的构件(7)连接，并且所述行星齿轮传动装置(22)的齿圈(21)通过能够沿轴向装入到所述传力器(13)中的形状配合连接部(42)抗扭地与所述传力器(13)连接。
2.根据权利要求1所述的压力发生器，其特征在于，所述形状配合连接部(40、42)中的至少一个具有偏心的轴向平行的销钉(41、43)，该销钉插入孔中。
3.根据权利要求2所述的压力发生器，其特征在于，所述形状配合连接部(40、42)中的至少一个具有多个偏心的且轴向平行的销钉(41、43)，这些销钉在周向上分布地布置并且插入孔中。
4.根据权利要求1所述的压力发生器，其特征在于，所述螺旋传动装置(8)的能够旋转的构件(7)为主轴螺母，并且所述螺旋传动装置(8)的能够沿轴向移动的构件(6)为主轴。
5.根据权利要求1所述的压力发生器，其特征在于，所述螺旋传动装置(8)为具有滚动体(9)的滚动丝杠驱动器，所述螺旋传动装置(8)的能够旋转的构件(7)的螺纹与能够沿轴向移动的构件(6)的配合螺纹通过所述滚动体接合。
6.根据权利要求1所述的压力发生器，其特征在于，所述压力发生器(1)具有电动空心轴马达(27)以用于利用盆状的空心轴(26)旋转驱动所述行星齿轮传动装置(22)，该电动空心轴马达包围所述行星齿轮传动装置(22)和所述螺旋传动装置(8)的长度的至少一部分，其中，所述空心轴(26)在所述行星齿轮传动装置(22)的远离所述活塞－缸－单元(2)的一侧上具有带有装配开口(47)的端壁(25)，并且所述行星齿轮传动装置(22)的太阳轮(20)与所述空心轴(26)是抗扭的。
7.一种用于根据权利要求6所述的压力发生器(1)的行星齿轮传动装置(22)的装配工具，其特征在于，所述装配工具(44)具有用于所述行星齿轮传动装置(22)的行星齿轮(17)和齿圈(21)的保持部(45、46)，所述保持部通过在所述电动空心轴马达(27)的空心轴(26)的端壁(25)中的装配开口(47)位置正确地保持所述行星齿轮(17)和所述齿圈(21)，并且所述装配工具(44)能够通过在所述电动空心轴马达(27)的空心轴(26)的端壁(25)中的装配开口(47)从所述行星齿轮传动装置(22)中拉出。
8.一种用于组装根据权利要求6所述的压力发生器(1)的方法，其特征在于，在所述电动空心轴马达(27)的空心轴(26)中将具有所述行星齿轮架(38)的所述行星齿轮传动装置(22)的行星齿轮(17)和所述齿圈(21)布置在所述装配工具(44)的保持部(45、46)处，所述保持部穿过在所述空心轴(26)的端壁(25)中的装配开口(47)，将所述传力器(13)和所述螺旋传动装置(8)角度正确取向地引入到所述电动空心轴马达(27)的空心轴(26)中，使得所述行星齿轮架(38)与所述螺旋传动装置(8)的能够旋转的构件(7)的形状配合连接部(40)和所述行星齿轮传动装置(22)的齿圈(21)与所述传力器(13)的形状配合连接部(42)形成接合，并且之后将所述装配工具(44)通过在所述电动空心轴马达(27)的空心轴(26)的端壁(25)中的装配开口(47)拉出。
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