CN107743460B - 用于操纵制动系统的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于操纵制动系统的装置，该装置通过制动踏板和/或用于制动管理的器件来控制，以便为制动回路提供处于压力下的制动液体，该装置包括：主缸(10)，其与制动回路(C1、C2)连接并且具有主活塞(12)；电马达(20)，其为了制动过程而受到控制；螺杆传动机构/滚珠丝杠传动机构(30)，以便将电马达(20)的转动运动转换成活塞(12)的平移运动，其中，被阻止平移并且自由转动的螺母(32)通过马达(20)驱动，其中，螺杆(31)自由平移、但被阻止转动，其中，自由的压杆(35)支撑在活塞(12)的底部(122)和螺杆(31)之间，以便将螺杆(31)的推进传递到活塞(12)上。

Description

用于操纵制动系统的装置

技术领域

本发明涉及一种用于操纵制动系统的装置，其通过制动踏板和/或用于制动管理的器件(例如驾驶员辅助系统)来控制，以便为制动回路提供处于压力下的制动液体。

背景技术

典型地，电制动辅助装置要求一种形式的传输，其使得能够将电马达的角运动转换成线性运动，以便施加力并且使一个或多个活塞在液压的压力发生器(例如主缸)中移动。

通常考虑将滚珠丝杠装置用于这种应用。然而，这种滚珠丝杠传动装置的零件在负载时非常硬并且由于系统中的多种尺寸公差使得它们不能够适应主缸的活塞在其钻孔中的引导面，以便保持小的径向公差并且实现保证在寿命期限期间压力产生的功能。由活塞施加到钻孔上的侧向负载的程度和施加到滚珠传动机构上的反作用力使传动机构提前疲劳，并且使得传动机构不能高效地持续运转和/或保证制动系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于改进一种用于电制动系统的机械式传递装置，该制动系统改善在驱动马达和压力发生器的活塞(主活塞)之间的运动的传递，该压力发生器供给一个或多个制动回路，例如单级主缸或串联式主缸。

为此目的，本发明涉及一种用于操纵制动系统的装置，其通过制动踏板和/或用于制动管理的器件来控制，以便为制动回路提供处于压力下的制动液体，该装置包括：主缸，其与制动回路连接并且具有主活塞；电马达，其为了制动过程而受到控制；螺杆传动机构/滚珠丝杠传动机构，以便将电马达的转动运动转换成活塞的平移运动，其中，被阻止平移并且自由转动的螺母由马达驱动，螺母的挺进在限定的模式中被许可，其中，螺杆自由平移、但被阻止转动，其中，自由的压杆支撑在活塞的底部和螺杆之间，以便将螺杆的推进传递到活塞上。在主缸的活塞(主活塞)和推动主活塞的螺杆之间的连接或接口的灵活性实现了补偿滚珠丝杠的螺杆的轴线、主缸的钻孔的轴线和主缸的主活塞的所有平行或倾斜的偏移，螺杆支撑在主活塞上。该实施方案特别简单并且没有影响传动机构的效率。

有利地，被阻止平移的螺母可在限定的模式中挺进，这使得即使在控制/辅助制动过程的马达失效时也能够实现制动。螺母在其反冲方向上被阻止平移。根据另一特征，用于操纵的装置的特征在于，自由的压杆具有呈球窝接头形式的端部，它们分别与构造在活塞底部中的球形座和构造在螺杆中的球形座共同作用。

自由的压杆通过其具有球窝接头形式的两个端部支撑在相应的球形座中有利于自由的压杆的运动，并且有利于其定位在主活塞的底部和螺杆之间的最合适的位置中。

有利地，螺杆呈套筒的形式，其在面向活塞的一侧敞开并且其底部设有球形座。该实施方式使得能够将自由的压杆保持在螺杆的套筒中，套筒具有的长度即使在倾斜的位置中也稍微短于压杆的长度，使得螺杆的套筒在任何情况下都不接触主活塞的底部，并且螺杆相对于主活塞在关于容纳主活塞的钻孔的轴线的横向方向上的运动自由性没有受到限制。实际上，如说明的那样，螺杆的容纳压杆的套筒稍微短于压杆，以便其在活塞的一侧的球窝接头伸出套筒，使得套筒没有与活塞的底部接触。

根据一有利的特征，螺杆与活塞通过呈在活塞的底部和螺杆的套筒之间的奥德姆环形式的连接部连接。

该连接部使得螺杆和活塞不可相对转动地连接，其中，活塞本身被阻止转动，从而阻止螺杆转动并且通过螺母实现其拧紧。该连接部能够有利地实现吸收螺杆相对于活塞轴线的可能的轴向错位。

根据一有利的特征，连接部是呈奥德姆环形式的连接部，包括：

-在径向的第一引导部，其由活塞的底部承载、沿第一方向取向、延伸通过活塞的轴线，

-径向的第二引导部，其由螺杆的套筒的端部承载、沿第二方向取向、垂直于螺杆的轴线并且伸延通过该轴线，

-传动机构，其设有：具有轴线的第一互补引导部，以便滑动地与第一引导部共同作用；具有轴线的第二互补引导部，以便滑动地与螺杆的第二引导部共同作用，

·其中，两个轴向方向正交，

·其中，该传动机构浮动地在基部和螺杆之间布置在两个引导部上。

该实施方案具有的优点是，尽管螺杆的轴线相对于主缸的活塞的轴线可能有取向缺陷，容纳呈球窝接头形式的压杆的端部的球形座和对于在活塞和螺杆之间的不可相对转动的连接必需的正交引导部相连接。该实施方式由于通过具有第一引导部和球形座的基部形成的特别的部分和通过压夹与活塞的底部连接的部分特别有利。该布置方案可非常简单地实现和装配。

根据另一特征，第一引导部是沿方向D1的径向的矩形的凸起，该方向伸延通过活塞的轴线并且垂直于活塞，并且传动机构的第一互补引导部是矩形容纳部，其滑动地容纳第一引导部并且能够实现沿方向D1的运动。

根据另一特征，第二引导部是在螺杆的套筒的端部中的径向的敞开的凹部，并且第二互补引导部由在径向的取向位置D2中的两个指状部形成，以便容纳在螺杆的相应的凹部中。

总之，根据本发明的用于操纵制动系统的装置具有的优点是，可特别简单地实施，由此基于电辅助马达使主活塞的驱动运动的传递变得容易，而没有在主活塞中产生引导应力。

附图说明

在下文中借助在附图中示出的用于操纵制动系统的装置的示例更详细地说明本发明。其中：

图1示出了根据本发明的用于操纵制动系统的受控的系统的部分地通过方框表示的极其简化的总图，

图2示出了图1的用于操纵的装置的变体的极其简化的示意图，

图3示出了不可相对转动地连接的活塞/螺杆连接系统的彼此分开的视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的用于操纵制动系统1的装置，该装置包括主缸10，主缸通过以下方式为制动回路C1、C2提供处于压力下的制动液体，即，通过由控制单元40控制的电马达20根据驾驶员(制动踏板42)或驾驶员辅助系统45(其例如为EPS系统)的制动请求激活主缸。驾驶员通过操纵制动踏板42传达其制动请求。操纵通过传感器41来探测，传感器将制动信号SC传给控制单元40，控制单元与辅助系统45连接，以便控制电马达20。

主缸10仅仅示意性地通过其缸体的钻孔11来呈现，缸体布置在活塞(主活塞)12中。在串联式主缸的情况下，未示出次级活塞。

根据规定，将活塞12称之为主活塞，不管主缸10可为单级主缸或可为串联式主缸，即，可同时供给唯一的制动回路或两个制动回路C1、C2。

钻孔11的轴线XX也为活塞12的轴线。

马达20通过传动机构30驱动活塞12，传动机构将马达的转动运动转换成平移运动，以使活塞12移动。传动机构30为滚珠丝杠传动机构，其包括不可相对转动的螺杆31，螺杆与螺母32通过滚珠连接33共同作用。

或者螺杆31的转动被阻止，螺杆本身相对于活塞12的转动被阻止，或者强制转动被阻止。螺杆31还可通过机械连接来阻止转动，螺杆穿过开口112从钻孔11伸出，开口在钻孔11的缸体的底部111中，控制杆43穿过该钻孔，控制杆来自制动踏板42并且使得能够在通过马达20的辅助制动失效的情况下实现直接压到螺杆31上，螺杆本身通过直接的作用压靠用于制动的主活塞12。

对于该紧急制动(受限的模式)，螺母32相对于钻孔的底部111自由地处于平移中，并且在此同时与马达20的连接部34保持不可相对转动，该连接部本身例如呈在螺母32的外表面上的凹槽的形式，其中，螺母通过未示出的弹簧朝底部111回位。

螺母32(其通过电马达20经由机械连接、例如齿轮传动机构34置于转动中)压靠缸体11的底部111，以便推进螺杆31并且以这种方式推进活塞12或使之复位，活塞本身通过均衡地挤压制动液体控制可能的次级活塞，如从串联式主缸中已知的那样。

螺杆31通过压杆35压靠活塞12的底部122，压杆的两个端部351、352分别压靠活塞12的底部122和螺杆31。

根据该实施方式，压杆35具有呈球窝接头的形式的两个端部351、352，它们分别处于球形座123和螺杆31的球形座313中，用于端部351的球形座123构造在活塞12的底部122中，并且用于另一端部的352的球形座313构造在螺杆31中。螺杆31优选地为空心螺杆，其由套筒311形成、在活塞12的一侧敞开并且底部312设有球形座313，使得通过压杆35的连接能够实现吸收在一者为主缸10的钻孔11的轴线XX和主缸的活塞12的轴线与另一者为传动机构30的螺杆31的轴线X1X1或X2X2之间的轴向错位X1X1和轴向倾斜X2X2的不可避免的间隙。

图1示意性地示出了螺杆35的轴线的错位，该轴线沿着平行于轴线XX的轴线X1X1或沿着相对于轴线XX倾斜的轴线X2X2，由于不可避免的结构间隙和螺母321通过电马达20的驱动而错位。优选地由套筒311形成的螺杆31在外侧具有通过滚珠丝杠33连接的螺纹314。因为套筒311在面向活塞12的底部122的一侧敞开，压杆35在其更大的长度上安置在套筒311中并且从中仅稍微突出，因为套筒311在底部312对面的部分具有的长度仅仅稍微短于压杆的35长度。因此，压杆35与其倾斜无关地在活塞12和螺杆31之间有取向缺陷之后仅轻微地通过其端部351从套筒311突出。相反，不管压杆35的倾斜的位置如何套筒311没有接触活塞12的底部122，从而套筒311的错位没有影响螺杆31的推动运动传递到主缸10的活塞12上的精确性。

在图1中非常简化地示出了用于操纵的装置1。该装置可具有单级主缸或串联式主缸。在其与主缸的组合中，主活塞12通过力来按压，该力相对于施加到制动踏板42上并且直接传递到螺杆31上的力被放大，例如在操纵器失效的情况下。此时，力是直接通过制动踏板42施加到主活塞12上的力。

电马达20根据驾驶员(其压到制动踏板42上)的制动请求被激活，并且移动被传感器41或驾驶员辅助系统45(例如EPS系统，其根据请求和制动需求自动影响控制单元40)探测到。通过压杆35的连接分开活塞的轴线XX和螺杆31的轴线X1X1或X2X2，使得制造和装配的不可避免的间隙(其可导致两个轴线的平行错位或导致螺杆31的轴线相对于缸体11和活塞12的轴线XX的倾斜)没有产生不对称的负载，不对称的负载施加到活塞上并且不仅使得运行恶化，而且尤其缩短主缸的寿命。

图2示出了装置1’的实施方案变体，以便保证阻止主活塞12转动并且保证阻止螺杆31转动。在该实施方式中，与图1的实施方式的元件相同的元件具有相同的附图标记，并且它们的说明不系统性地重复。为此，缸体11在钻孔的一侧具有槽口13，槽口容纳凸销124，其与主活塞12固定连接。槽口13是笔直的并且平行于钻孔11的轴线XX。

螺杆通过连接部14相对于活塞不可相对转动，连接部例如通过具有叉形部的榫头建立，榫头使得螺杆31能够相对于活塞12的轴线XX轴向运动(轴线X1X1或X2X2)。

图3示出了连接部14的一种实施方式，连接部使活塞12(其在图3中未示出)的底部122和螺杆31连接。连接部14由基部125形成，基部设有连接器件、传动机构140和属于螺杆31的连接器件。

根据该实施方式基部125是构造在底部122中或固定在该底部上的部分。此时构造成与活塞31分开，以便例如通过夹压装入其中。

基部125是呈板的形式的部件，其边缘125a设有压花，例如直齿，以便通过压入底部12的合适形状的容纳部中被夹压。基部在它的面125b上承载基部的连接器件。该器件是呈矩形凸起的形式的第一引导部141，该引导部在方向D1上取向。引导部141的平行的侧部141a与连接机构140的互补引导部共同作用。两个其他的侧部141b例如形成在方向D1上的端部止挡。

基部125设有球形座123，其具有用于保持呈压杆35的球窝接头的形式的端部351的凹处123a。如果球窝接头接合到球形座123中，凹处123a在球窝接头后方，以便将球窝接头固定地保持在球形座中。

球形座123得利于第一引导部141的厚度和基部125的板。

螺杆31的连接器件是第二引导部142，其由关于螺杆31的轴线在径向对置的位置中的两个敞开的凹部142a形成并且在底部312的相对而置的一侧上从套筒311显露出来。两个敞开的凹部142a形成在方向D2上的引导路径。传动机构140是呈冠状物的形式的部件，其被压杆35横越并且使基部125与螺杆31连接，以使得它们不可相对转动地连接并且在此同时实现上文已经提到的轴向运动XX/X1X1。

传动机构140具有面向基部125的面140a，该面具有矩形的容纳部，该容纳部在附图中没有提到、形成用于容纳第一引导部141的第一互补引导部、沿垂直于方向D1的方向D2被锁止、但沿方向D1自由平移；可行的平移足以吸收轴线错位，而没有必须限定成矩形的容纳部；该容纳部可为孔口式的并且以这种方式形成槽口。面向螺杆31的面140b设有第二互补引导部，其由两个伸出的指状部144以与螺杆31的凹部142a的形状互补的形状形成，以便沿方向D2自由滑动地容纳在凹部142a中。

槽口的取向D1和指状部144的取向D2彼此正交，从而活塞12(其基部125)和螺杆31的相对取向正交。连接部14如奥德姆环那样起作用并且能够实现吸收轴线的取向缺陷并且在此同时不可相对转动地使螺杆31和活塞12连接，即，以这种方式实现阻止螺杆31转动，以通过转动的螺母实现螺杆的平移。在上述示例中，沿方向D1的可运动的连接由基部125上的伸出的部件141和在传动机构140的面140a中的凹陷部分形成。但相反的机构、凹陷的部件/突出的部件也是可行的。同样的情况适用于在机构140和螺杆31之间的连接。通常，上述的连接部14包括第一引导部141，其由活塞12的底部122承载、直接构造在底部中或者作为安放的部件构造(例如夹压)在底部中。第一引导部具有径向的取向并且相应于伸延通过活塞12的轴线的第一方向D1。连接部同样具有第二引导部142，其由螺杆31的套筒311的一端承载。径向的第二引导部沿第二方向D2取向，其伸延通过螺杆31的轴线并且垂直于该轴线。

连接部14的传动机构140设有径向的第一互补引导部，其具有轴线D1，以便滑动地与第一引导部141共同作用。传动机构同样具有径向的第二互补引导部144，其具有轴线D2，以便滑动地与螺杆的第二引导部142共同作用。两个方向D1和D2正交，并且传动机构140浮动地在基部125和螺杆31之间固定在两个引导部141、142上。

尤其如上文说明的那样，第一引导部141是具有矩形形状的伸出的部分，其具有径向的取向和方向D1，并且传动机构140的互补引导部由矩形的容纳部或径向的槽口形成，其容纳第一引导部并且能够实现沿方向D1的相对的滑动运动。

在该示例中，第二引导部是径向的敞开的凹部142，其形成在螺杆31的套筒311的一端中，即，由两个凹部在径向的位置中形成。第二互补引导部144由两个指状部在径向的取向位置D2中形成，以便容纳在螺杆31的两个凹部142a中。

附图标记列表

1 用于操纵制动系统的装置

10 主缸

11 钻孔

111 钻孔的底部

112 覆盖部

12 活塞

121 壁部

122 活塞的底部

123 球形座

123a 用于保持的凹处

124 凸销

125 基部

125a 压花

125b 面向传动机构的面

13 槽口

14 连接部

140 传动机构

140a 面向基部125的面

140b 面向螺杆31的面

141 第一横向引导部

142 第二横向引导部

142a 敞开的凹部

144 传动机构140的第二互补引导部

20 电马达

30 传动机构

31 螺杆

311 套筒

312 底部

313 球形座

314 螺纹

32 螺母

33 球体

34 马达20的机械式连接部

35 压杆

351 压杆的端部

352 压杆的端部

40 控制单元

41 制动请求的传感器

42 制动踏板

43 控制杆

45 驾驶员辅助系统

XX 钻孔的轴线

X1X1、X2、X2 螺杆的轴线

C1、C2 制动回路

D1、D2 正交方向

Claims (8)

1.一种用于操纵制动系统的装置，该装置通过用于制动管理的器件来控制，以便为制动回路供给处于压力下的制动液体，该装置包括：

-主缸(10)，其与制动回路(C1、C2)连接并且具有主活塞(12)，

-电马达(20)，其针对制动过程而受到控制，

-螺杆传动机构/滚珠丝杠传动机构(30)，以便将电马达(20)的转动运动转换成主活塞(12)的平移运动，

·其中，被阻止平移并且自由转动的螺母(32)通过电马达(20)驱动，所述螺母的挺进在限定的模式中被许可，

·其中，螺杆(31)自由地平移、但被阻止转动，

·其中，自由的压杆(35)支撑在所述主活塞(12)的底部(122)和所述螺杆(31)之间，以便将所述螺杆(31)的推进传递到所述主活塞(12)上，所述螺杆(31)与所述主活塞(12)通过在所述主活塞(12)的底部(122)和所述螺杆(31)的套筒(311)之间的呈奥德姆环的形式的连接部(14)连接。

2.根据权利要求1所述的用于操纵制动系统的装置，其特征在于，自由的压杆(35)具有呈球窝接头的形式的端部(351、352)，所述端部分别与构造在所述主活塞(12)的底部(122)中的球形座(123)和构造在所述螺杆(31)中的球形座(313)共同作用。

3.根据权利要求2所述的用于操纵制动系统的装置，其特征在于，所述螺杆(31)呈套筒(311)的形式，该套筒在面向所述主活塞(12)的一侧敞开并且所述螺杆(31)中的球形座(313)设置在所述套筒的底部(312)。

4.根据权利要求3所述的用于操纵制动系统的装置，其特征在于，所述螺杆(31)的容纳所述压杆(35)的套筒(311)稍微短于所述压杆(35)，以便所述压杆的在所述主活塞(12)的一侧的球窝接头(351)伸出所述套筒(311)，其中所述套筒(311)没有与所述主活塞(12)的底部(122)接触。

5.根据权利要求1所述的用于操纵制动系统的装置，其特征在于，所述连接部(14)具有以下部分：

-径向的第一引导部(141)，其由所述主活塞(12)的底部(122)承载、沿第一方向(D1)取向、延伸通过所述主活塞(12)的轴线，

-径向的第二引导部(142)，其由所述螺杆(31)的套筒(311)的端部承载、沿第二方向(D2)取向、垂直于所述螺杆(31)的轴线并且延伸通过该轴线，和

-传动机构(140)，其设有：具有轴线的第一互补引导部，以便滑动地与所述第一引导部(141)共同作用；具有轴线的第二互补引导部(144)，以便滑动地与所述螺杆的第二引导部(142)共同作用，

·其中，第一方向(D1)与第二方向(D2)正交，

·其中，所述连接部(14)的传动机构(140)浮动地在基部(125)和所述螺杆(31)之间布置在所述第一引导部(141)和所述第二引导部(142)上。

6.根据权利要求5所述的用于操纵制动系统的装置，其特征在于，所述第一引导部(141)为沿第一方向(D1)的径向的矩形的凸起，该凸起延伸通过所述主活塞的轴线(XX)并且垂直于该主活塞，并且所述传动机构(140)的第一互补引导部为矩形的容纳部，该容纳部滑动地容纳所述第一引导部(141)并且能够实现沿第一方向(D1)的运动。

7.根据权利要求5所述的用于操纵制动系统的装置，其特征在于，所述第二引导部(142)为在所述螺杆的套筒(311)的端部中的径向的敞开的凹部(142a)，并且所述第二互补引导部(144)由径向的取向位置中的两个指状部形成，以便容纳在所述螺杆(31)的相应的凹部(142a)中。

8.根据权利要求1所述的用于操纵制动系统的装置，其特征在于，所述用于制动管理的器件是制动踏板。

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