CN105711576A - 机电式制动助力器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机电式制动助力器(1)。本发明建议，所述制动助力器(1)被构造成具有两个反向运转的蜗轮蜗杆传动装置(11、13)，它们的轴向力相互抵消。所述蜗轮蜗杆传动装置(11、13)驱动齿条传动装置(14、15)，这些齿条传动装置将旋转的驱动运动转换成平移的用于操纵主制动缸的输出运动。通过设计两个传动路径，每个传动路径的负荷变为一半并且力对称地传递到助力器体(6)中，该助力器体构成传动系输出端。

Description

机电式制动助力器
相关申请的互相参引
本申请是申请号为200980157427.X于2011年8月23日进入国家阶段的名称为“机电式制动助力器”的PCT发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分所述特征的机电式制动助力器。
背景技术
公开文献DE10327553A1公开了一种带有空心轴电动机的机电式制动助力器，所述空心轴电动机的空心转子具有丝杠螺母，该丝杠螺母与空心丝杠相啮合。丝杠螺母和丝杠形成丝杠传动装置或者一般地形成一种螺旋传动装置，该螺旋传动装置将电动机的旋转的驱动运动转换成平移的用来操纵液压的主制动缸的输出运动。也就是，已知的机电式制动助力器的丝杠传动装置形成旋转/平移转换传动装置。空心丝杠的平移的输出运动传递到随动件上，该随动件固定设置在制动助力器的活塞杆上。活塞杆与制动踏板铰接并且利用车辆驾驶员的人力通过制动踏板对该活塞杆加载以进行制动操纵。活塞杆与主制动缸的活塞连接，将人力和制动助力器的增强力传递到主制动缸的活塞。在通常的术语中，已知的制动助力器的活塞杆同时还构成制动助力器的压杆。
公开文献DE3031643A1公开了另一种机电式制动助力器。该制动助力器同样具有一个电动机，该电动机通过蜗轮蜗杆传动装置驱动片式离合器。通过所述片式离合器输入电动机的旋转的驱动运动。由电动机通过接在后面的蜗轮蜗杆传动装置输入的力矩与人力对片式离合器的轴向加载有关，所述人力由驾驶员施加用以进行制动操纵。
发明内容
依据本发明的具有权利要求1所述特征的机电式制动助力器具有电动机和由电动机驱动的传动系。所述传动系具有旋转/平移转换传动装置，其将电动机的旋转的驱动运动转换成平移的用以操纵液压的主制动缸的输出运动。例如考虑齿条传动装置、螺旋传动装置如丝杠传动装置、循环球式传动装置、滚柱丝杆传动装置(行星滚柱丝杆传动装置形式)、或者挠性传动装置，作为旋转/平移转换传动装置。该列举不是穷举性的。旋转/平移转换传动装置的驱动端或者说输入端不必强制性地也是传动系总的驱动端或者说输入端，在旋转/平移转换传动装置的前面可以连接另一个传动装置或者传动级。这相应地适用于旋转/平移转换传动装置的从动端或者说输出端，该从动端或者说输出端不必强制性地是传动系总的从动端或者说输出端。在旋转/平移转换传动装置后面可以连接另一个传动装置或者传动级。
依据本发明的机电式制动助力器的传动系具有分动装置和合力传动装置。所述分动装置和/或所述合力传动装置可以包括旋转/平移转换传动装置的一部分。分动装置将一个传动系输入端分配给至少两个传动路径，所述合力传动装置又将这些传动路径联合到一个共同的传动系输出端上。如针对旋转/平移转换传动装置所阐述的，分动装置的传动装置输入端不必是制动助力器的传动系的传动系输入端，而是可以在分动装置前面连接一个传动装置或者传动级。同样地，合力传动装置的传动装置输出端不必是传动系总的输出端，而是可以在合力传动装置后面连接另一个传动装置或者传动级。所述的传动装置可以设在每个传动路径上，其中优选地每个传动路径具有相同的传动装置，但这不是强制性的。所述的传动装置可以构成所述合力传动装置。
本发明的优点是将传动系的负荷，也就是由传动系传递的力矩和/或由传动系传递的力分配到至少两个传动路径上。传动路径的负荷由此减小，这例如实现了用塑料代替钢来制造传动系的部件。本发明的另一优点是能够对称地进行构造以及能够对称地将平移的输出运动传递到制动助力器的输出件。
在权利要求1中给出的本发明的有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的内容。
权利要求4规定了传动系的多级设计方案，例如在旋转/平移转换传动装置的前面连接一个减速传动装置。可以考虑蜗轮蜗杆传动装置、必要时也可以考虑多级的圆柱齿轮传动装置、行星齿轮传动装置、锥齿轮传动装置或者冠状齿轮传动装置，作为减速传动装置。该列举不是穷举性的。这些传动装置可以形成分动装置和/或分别设在每个传动路径中。对于多级传动系设计方案也适用的是，优选地每个传动路径具有相同的传动装置，然而这对本发明不是强制性的。
权利要求5规定了一种具有变化的传动比的传动系。特别的是，随着制动助力器的输出件移动量的增加，增速比缩小或者减速比增大。在电动机驱动力矩相同的情况下，由制动助力器施加的增强力变大，相反地在制动操纵开始时制动助力器的输出件的移动速度在给定的电动机转速下较大。作为具有变化的传动比的传动系已知的有凸轮机构，具有圆柱凸轮的这种凸轮机构。属于凸轮机构的还有带有可旋转驱动或者特别是可摆动驱动的凸轮的凸轮传动装置。该列举也不是穷举性的。正是对于具有变化的传动比的传动系来说，在多个传动路径中的多个这样的传动装置中的分配是有利的，以减少各个传动装置的负荷。
附图说明
接下来依据在附图中示出的实施例对本发明进行详细阐述。唯一的附图示出了依据本发明的机电式制动助力器的示意性的简化轴向剖视图。
具体实施方式
在附图中示出的依据本发明的机电式制动助力器1具有活塞杆2和压杆4，所述活塞杆与制动踏板3铰接，该制动踏板3不是制动助力器1的一部分。液压的主制动缸(未示出)能通过压杆4以本身已知的方法进行操纵，即，活塞能够移入主制动缸中。在活塞杆2和压杆4之间设有所谓的反作用盘5，通过该反作用盘将活塞杆2的压力传递到压杆4上。通过踩下制动踏板3，通过活塞杆2、反作用盘5和压杆4，未示出的主制动缸的活塞可移入主制动缸中，即，主制动缸能够以所描述的方式通过人力进行操纵。反作用盘5由橡胶制成，或者由具有似橡胶弹性的合成材料制成。
制动助力器1具有助力器体6，该助力器体带有同轴的通孔7，活塞杆2可轴向移动地容纳在该通孔中。助力器体6同样可轴向移动，该助力器体在其外侧呈截锥体状地朝压杆4的方向逐渐变细并且在其压杆侧的端部上扩宽成截锥体的底径。助力器体6在压杆侧的端部中具有圆柱形的沉孔8，通孔7通至该沉孔的底部，并且反作用盘5嵌入该沉孔中，接下来，压杆4的板状的底座9容纳在该沉孔中。
横向于助力器体6设置了蜗杆轴10，该蜗杆轴具有与其刚性连接的或者与其成一体的两根蜗杆11，这两根蜗杆对称地位于助力器体6的两侧。蜗杆轴10可通过电动机12驱动。两根蜗杆11具有相同大小且彼此相反设定的螺距。它们与蜗轮13啮合并且与这些蜗轮形成蜗轮蜗杆传动装置11、13。通过蜗杆11的相反设定的螺距，进而通过两个蜗轮蜗杆传动装置11、13的反向运转性，两根蜗杆11在驱动蜗轮13时的轴向力相抵消，从而蜗轮轴10不受轴向力。离合器16将蜗杆轴10不可相对旋转地但可轴向移动地与电动机12的电动机轴连接。通过轴向移动性，蜗杆轴10对在传动路径中的可能产生的公差进行补偿，各传动路径被施以相同的负荷。
蜗轮13与圆柱齿轮14不可相对旋转地连接，所述圆柱齿轮14相互对置地设置在助力器体6的两侧。圆柱齿轮14与助力器体6的齿条15啮合，这些齿条沿助力器体6的纵向在该助力器体的截锥体状的区域中延伸。两个齿条15之间的距离朝压杆4的方向缩小。圆柱齿轮14彼此之间且与助力器体6之间具有恒定的轴向距离，这些齿轮14是偏心的，从而它们对齿条15的相对于助力器体6的轴向和移动方向倾斜的走向进行补偿。圆柱齿轮14和齿条15形成齿条传动装置14、15，这些齿条传动装置由于圆柱齿轮14的偏心距和齿条15的相对于移动方向倾斜的布置具有变化的传动比。齿条传动装置14、15的传动比在助力器体6朝压杆4的方向移动时，也就是在操纵未示出的主制动缸时变小；在助力器6朝向主制动缸的操纵方向移动时，在假定电动机12转速恒定的情况下，助力器体6的移动速度下降，并且在假定电动机12的驱动力矩恒定的情况下，制动助力器1的增强力增加。齿条15的直线走向对于本发明不是强制性的，与所示出的实施方式不同地，所述齿条15可以具有本身任意的曲线状的走向，特别是它们可以为凸圆状或者凹圆状的。圆柱齿轮14的形状必须与齿条15的走向相匹配，从而使齿部总是啮合。还可设想的是，圆柱齿轮14彼此之间以及与助力器体6之间的轴向距离是变化的。具有与移动方向相平行的走向的齿条15和同心的圆柱齿轮14也是可能的，在这种情况下齿条传动装置具有恒定的传动比(未示出)。圆柱齿轮14只在当其旋转或者偏转时与齿条15啮合或者说接合的周向区域中具有齿部。
制动助力器1的增强力从助力器体6的沉孔8的底部经由反作用盘5传递到压杆4的底座9。反作用盘5将通过制动踏板3施加到活塞杆2上的人力和由制动助力器1的助力器体6施加的增强力叠加并且将这些力共同作为操纵力传递到压杆4的底座9。两个蜗轮蜗杆传动装置11、13构成一个分动装置，该分动装置将一个传动系输入端分配给两个传动路径。传动系输入端在这里是蜗杆轴10或更确切地说是传动系输入是电动机12的驱动力矩。两个传动路径分别包括一个蜗轮蜗杆传动装置11、13和一个齿条传动装置14、15。两个齿条传动装置14、15与助力器体6构成一个合力传动装置，该合力传动装置将两个传动路径的力矩联合，作为沿轴向作用到传动系输出端，即助力器体6的增强力。通过两个传动路径的对称结构和对称布置，两个传动路径传递相同的负荷，也就是相同大小的力矩或者力，并且传动系输出端即助力器体6被对称地加载：既没有力矩也没有横向力作用到助力器体6上。两个蜗轮蜗杆传动装置11、13和两个齿条传动装置14、15共同地形成制动助力器1的传动系。
两个传动路径是多级的，即两级的。蜗轮蜗杆传动装置11、13形成传动路径的第一传动级，齿条传动装置14、15形成传动路径的第二传动级。蜗轮蜗杆传动装置11、13是减速传动装置，它们将旋转的驱动运动转换成旋转的输出运动。齿条传动装置14、15是旋转/平移转换传动装置，这些转换传动装置将旋转的驱动运动转换成平移的输出运动。如已经说明的，齿条传动装置14、15具有变化的传动比。由于将负荷分配到两个传动路径，蜗轮13可以由塑料制成。

Claims (15)

1.机电式制动助力器，具有电动机(12)和传动系(11、13、14、15)，该传动系由所述电动机(12)驱动并且具有旋转/平移转换传动装置(14、15)，该转换传动装置将所述电动机(12)的旋转的驱动运动转换成平移的用于操纵液压的主制动缸的输出运动，其特征在于，所述传动系(11、13、14、15)具有分动装置(11、13)，所述分动装置将一个传动系输入端(10)分配给至少两个传动路径并且具有两个蜗轮蜗杆传动装置(11、13)，这两个蜗轮蜗杆传动装置具有共同的蜗轮蜗杆驱动端(10)，其中所述蜗轮蜗杆传动装置(11、13)是两个传动路径的一部分，其中所述旋转/平移转换传动装置(14、15)还用作合力传动装置(14、15)，该合力传动装置(14、15)将所述至少两个传动路径联合到一个传动系输出端(6)上。
2.如权利要求1所述的机电式制动助力器，其特征在于，所述传动路径传递相同的负荷。
3.如权利要求1所述的机电式制动助力器，其特征在于，所述合力传动装置(14、15)对称地对所述传动系输出端(6)加载。
4.如权利要求1所述的机电式制动助力器，其特征在于，所述传动系(11、13、14、15)是多级式。
5.如权利要求1所述的机电式制动助力器，其特征在于，所述传动系(11、13、14、15)具有变化的传动比。
6.如权利要求1所述的机电式制动助力器，其特征在于，所述蜗轮蜗杆传动装置(11、13)是反向运转的。
7.如权利要求1所述的机电式制动助力器，其特征在于，所述合力传动装置(14、15)具有两个齿轮传动装置(14、15)，这两个齿轮传动装置的齿条(15)构成一个共同的传动系输出端。
8.机电式制动助力器，具有电动机(12)和传动系(11、13、14、15)，该传动系由所述电动机(12)驱动并且具有旋转/平移转换传动装置(14、15)，该转换传动装置将所述电动机(12)的旋转的驱动运动转换成平移的用于操纵液压的主制动缸的输出运动，其特征在于，所述传动系(11、13、14、15)具有分动装置(11、13)，所述分动装置将一个传动系输入端(10)分配给至少两个传动路径，其中所述至少两个传动路径是相同的，其中所述旋转/平移转换传动装置(14、15)还用作合力传动装置(14、15)，该合力传动装置(14、15)将所述至少两个传动路径联合到一个传动系输出端(6)上。
9.如权利要求8所述的机电式制动助力器，其特征在于，所述传动路径传递相同的负荷。
10.如权利要求8所述的机电式制动助力器，其特征在于，所述合力传动装置(14、15)对称地对所述传动系输出端(6)加载。
11.如权利要求8所述的机电式制动助力器，其特征在于，所述传动系(11、13、14、15)是多级式。
12.如权利要求8所述的机电式制动助力器，其特征在于，所述传动系(11、13、14、15)具有变化的传动比。
13.如权利要求8所述的机电式制动助力器，其特征在于，所述分动装置(11、13)具有两个蜗轮蜗杆传动装置(11、13)，这两个蜗轮蜗杆传动装置具有共同的蜗轮蜗杆驱动端(10)，其中所述蜗轮蜗杆传动装置(11、13)是两个传动路径的一部分。
14.如权利要求13所述的机电式制动助力器，其特征在于，所述蜗轮蜗杆传动装置(11、13)是反向运转的。
15.如权利要求8所述的机电式制动助力器，其特征在于，所述合力传动装置(14、15)具有两个齿轮传动装置(14、15)，这两个齿轮传动装置的齿条(15)构成一个共同的传动系输出端。
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