CN107949510A - 制动力增强器和带这种制动力增强器的制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的主制动缸的制动力增强器（1），所述制动力增强器具有通过传动装置（3）与/可与用于主制动缸的压力活塞连接的驱动马达（2），其中所述传动装置（3）具有能够旋转的带有内螺纹（7）的主轴螺母（6）并且具有带有外螺纹（5）的抗扭转的能够沿轴向移动的主轴杆（4），其中所述螺纹（5,7）处于互相啮合从而将所述驱动马达（2）的旋转运动转换为所述主轴杆（4）的平移运动，并且其中所述主轴螺母（6）具有与所述传动装置（3）的驱动轮（12）的齿部（13）啮合的外齿部（10）。规定了以下方面：即，所述主轴螺母（6）能够沿轴向朝所述驱动轮（12）移动。

Description

制动力增强器和带这种制动力增强器的制动装置

本发明涉及一种用于机动车的主制动缸的制动力增强器，该制动力增强器具有通过传动装置与/可与主制动缸的压力活塞连接的驱动马达，其中该传动装置具有带有内螺纹的能够旋转的主轴螺母并且具有带有外螺纹的抗扭转的主轴杆，其中所述螺纹彼此啮合以将所述驱动马达的旋转运动转换成所述压力活塞的平移运动，并且其中所述主轴螺母具有外齿部，所述外齿部与传动装置的驱动轮的齿部啮合。此外，本发明涉及一种用于机动车的制动装置，其具有能够由驾驶者操纵的制动踏板，该制动踏板机械地与用于主制动缸的压力活塞耦联。

背景技术

开头所述类型的制动力增强器和制动装置从现有技术中已知。

开头所述类型的制动力增强器和制动装置从现有技术中已知。因此例如公开文献DE 10 2012 014 361 A1公开了一种用于机动车的主制动缸的制动力增强器，该制动力增强器具有驱动马达和将该驱动马达与主制动缸的压力活塞连接的传动装置。在此，传动装置具有构造成主轴传动装置的区段，从而将驱动马达的旋转运动转换成主轴杆的平移运动以操纵压力活塞。主轴传动装置对此具有带有内螺纹的主轴螺母并且具有带有外螺纹的主轴杆，其中两个螺纹彼此啮合以将旋转运动转换为平移运动。此外已知的是，主轴传动装置设有梯形螺纹，使得内螺纹和外螺纹都构造为梯形螺纹并相应地相互啮合。此外已知的是，为了驱动所述主轴螺母而为所述主轴螺母设有外齿部，所述外齿部与传动装置的驱动轮的齿部啮合，从而将由驱动马达提供的转矩传递到主轴螺母上。在此，所述驱动轮例如能够以这样的方式布置在所述主轴螺母的旁边，使得所述主轴螺母和驱动轮的旋转轴线彼此平行地定向。

发明内容

根据本发明的制动力增强器相对于已知的实施方式具有确保紧急运行操作的优点，其允许通过驾驶者不依赖于驱动马达的控制来操纵主制动缸。驾驶者尤其能够操纵制动踏板并且平移地移动所述压力活塞以操纵主制动缸而不会在此损坏传动装置或制动力增强器。由此，本发明允许将所述制动力增强器有利地集成到现有的制动系统和无破坏性的紧急运行操作中。根据本发明的制动力增强器的特征在于以下方面：即，主轴螺母能够沿轴向朝所述驱动轮移动。通过轴向可移动性，使得主轴螺母能够沿轴向与主轴杆一起移动或平移地移动。当用户通过操作制动踏板施加足够高的力时，由此用户能够确保主轴杆被移动并且由此主轴螺母被带动并且沿轴向朝驱动轮被移动。由此通过主轴螺母的轴向可移动性确保了以下方面：即，当用户施加相应的高的制动力到制动踏板上以移动压力活塞时，主轴螺纹不会被损坏。

尤其优选如此规定：即，通过主轴螺母的套筒状的区段，主轴螺母的外齿部比驱动轮的齿部更远地延伸，使得外齿部和齿部不依赖于主轴螺母的轴向移动处于啮合以进行旋转带动。即使主轴螺母已经被沿轴向推移到起始位置时，主轴螺母和驱动轮由此于是也仍然互相啮合。由此在已经被推移的主轴螺母的情况下，仍然也能够通过对尤其构造为电动马达的驱动马达的控制，通过以电动马达的方式产生的由驱动轮作用到主轴螺母上的转矩来辅助驾驶者。由此能够随时通过制动力增强器在运行中辅助驾驶者。由此例如能够实现，当用户操作制动踏板比驱动马达能够做出反应的速度更快时，驱动马达虽然不同时开始操纵，但仍然能够在接下来的过程中在最短的时间内产生额外的制动转矩，例如即使在主轴杆已经被沿轴向推移了一定距离的情况下。

根据本发明的优选的改进方案如此规定：即，将外齿部构造为轴向齿部。这由此确保了以下方面：即，当主轴螺母沿轴向被推移时，不会通过传动装置将转矩施加到驱动马达上。这由此尤其确保了主轴螺母随时都能够沿轴向移动，因为例如传动装置和驱动马达的摩擦转矩不能锁止地作用到主轴螺母的推移上。此外，也能够成本有效地制造轴向齿部。由外齿部和齿部形成的齿轮传动装置适宜地以这种方式构造，使得相应齿部的齿根据其材料成形和确定尺寸。因此尤其如此规定：即，由强度较低的材料制成的齿具有比由强度较高的材料制成的齿更大的齿宽。齿部或传动装置的几何形状在此适宜地如此选择，使得在所有环境条件下能够确保齿的充分的覆盖和由此可靠的转矩传递。

此外优选地如此规定：即，将驱动轮构造为驱动空心轮并且将齿部构造为驱动空心轮的内齿部。由此实现驱动空心轮与主轴螺母同轴地布置并且主轴螺母穿过驱动空心轮被引导。由此得到了制动力增强器的有利的紧凑的实施方式。此外，由驱动空心轮提供的转矩被均匀地传递到主轴螺母中。此外，通过外齿部和内齿部的齿的有利的轮廓优选地实现了将驱动空心轮和主轴螺母自动地彼此对中。对此，尤其齿的齿面分别相对于径向延伸部倾斜地定向，使得齿具有锥形的横截面。

此外，根据一个优选的改进方案如此规定：即，主轴螺母具有用于驱动空心轮的轴向止挡件。主轴螺母由此能够最大程度沿轴向移动，直到该轴向止挡件接触驱动空心轮。由此主轴螺母的可移动性在至少一个轴向方向上被限制。这尤其能够实现以下方面：即，可靠地防止了沿轴向推移时外齿部与齿部脱落或者陷入未啮合。通过轴向止挡件还定义了主轴螺母相对于驱动空心轮的优选的起始位置。

此外优选地如此规定：即，轴向止挡件被构造为至少部分地垂直于主轴螺母的轴向延伸部。由此轴向止挡件形成垂直于主轴螺母的运动路径定向的止挡件，该止挡件就此而言平面地或垂直地接触驱动空心轮。由此能够传递特别大的轴向力。

根据本发明的替代性的实施方式，优选地如此规定：即，轴向止挡件至少部分地与主轴套筒的轴向延伸部倾斜地定向。通过轴向止挡件的倾斜的区段实现了除了将轴向力以外，也将径向力从主轴螺母传递到驱动空心轮上，由此当轴向止挡件压靠到驱动空心轮时，尤其能够实现主轴螺母向驱动空心轮的有利的对中。

尤其优选地，轴向止挡件被构造为锥形，从而其具有在整个圆周上延伸的并且倾斜于主轴套筒的轴向延伸部定向的止挡面。通过该锥形的设计确保了主轴螺母向驱动空心轮的尤其有利的自动对中。

驱动空心轮适宜地具有与所述轴向止挡件互补构造的止挡件。这由此确保了主轴螺母和驱动空心轮之间的有利的配合和有利的共同作用。然后尤其当轴向止挡件被部分地或完全地构造为锥形时，通过驱动空心轮的止挡件的互补的设计得到了有利的对中。

根据本发明的一个优选的改进方案如此规定：即，主轴螺母的外齿部伸入到直至轴向止挡件中。由此该轴向止挡件具有齿部或外齿部的区段，由此主轴螺母的移动路径被最大化并且尤其在轴向止挡件的区域中能够传递高的转矩。

根据本发明的一个优选的改进方案如此规定：即，为主轴螺母分配有至少一个弹簧元件，所述弹簧元件利用所述轴向止挡件将主轴螺母压靠到驱动空心轮。通过弹簧元件实现了主轴螺母自动地被移动到在前面已经提到的起始位置中。弹簧元件尤其反作用于制动力，从而在执行制动过程之后，传动装置通过弹簧元件被自动地带回到其起始位置中。由此以简单的方式和方法确保了以下方面：当主轴螺母相对于驱动空心轮沿轴向被移动时，也自动地再次建立起始状态。

具有权利要求12的特征的根据本发明的制动装置的特征在于根据本发明的制动力增强器。这由此得到了已经提到的优点。其他的优点和优选的特征尤其从前面描述的内容以及从权利要求中得到。

尤其优选地，压力活塞形成主轴杆或者在该主轴杆的直接的延长部中被其机械地加载。由此压力活塞，尤其主制动缸的压力活塞是制动力增强器的集成的组成部分，由此提供了制动装置的尤其紧凑的实施方式。

在下文中，将借助于实施例更详细地解释本发明及其优点。对此其中：

图1以透视的剖面图示出了制动力增强器，

图2示出了穿过制动力增强器的传动装置的横截面图，

图3示出了传动装置的简化的纵截面图，

图4A和4B示出了传动装置的主轴螺母的轴向止挡件的变型方案，并且

图5示出了传动装置的透视的部分图示。

图1以简化的图示示出了用于在此未详细示出的机动车的主制动缸的制动力增强器。

制动力增强器1具有在此以简化形式示出的驱动马达2，所述驱动马达被构造为电动马达并且通过传动装置3与压力活塞作用连接。压力活塞在此仅部分在本文中并以纵截面示出。压力活塞构造成具有外螺纹5的中空杆。压力活塞沿轴向在一端与主制动缸连接并且在另一端与机动车的具有制动力增强器1的制动踏板机械地连接。压力活塞在此被构造为能够沿轴向移动，以便在操纵制动踏板时施加力到主制动缸上以实现该主制动缸的操纵。

压力活塞4通过外螺纹5形成主轴杆，主轴螺母6能够旋转地布置在该主轴杆上。主轴螺母6部分地具有与外螺纹5啮合的内螺纹7。外螺纹5和内螺纹7在此分别被构造为梯形螺纹。外螺纹5在此从轴向上看延伸出超过两倍于内螺纹7大小的区段。如果主轴螺母6被置于如由箭头8所示的旋转运动中，则这通过互相啮合的梯形螺纹导致形成主轴杆的压力活塞4的如由箭头9所示的轴向移动。

主轴螺母6还具有外齿部10，所述外齿部具有多个轴向延伸的齿。此外，主轴螺母6在一端具有带有锥形的纵截面的轴向止挡件11。

传动装置3还具有驱动空心轮12，所述驱动空心轮12具有与外齿部10啮合的内齿部13。由于外齿部10和内齿部13沿轴向定向，使得主轴螺母6能够沿轴向朝驱动空心轮12移动。驱动空心轮12还具有外齿部，驱动空心轮12利用该外齿部与中间齿轮15作用连接，该中间齿轮15具有变速级并且与电动马达2的驱动小齿轮14啮合。

如果电动马达2被控制，则转矩被施加到驱动空心轮12上，该驱动空心轮通过内螺纹13带动主轴螺母6并将其置于旋转运动中。因为主轴杆4或压力活塞抗扭转地被支承，所以通过主轴螺母6的旋转产生压力活塞的轴向运动并操纵主制动缸。由此能够引入自动的制动过程或者通过产生额外的制动力来辅助驾驶者。如果驾驶者比电动马达2能够反应的速度更快地操纵制动踏板，或者如果电动马达2或制动力增强器1具有故障，则由于主轴螺母6关于驱动空心轮12的轴向可移动性，因此实现了驾驶者纯机械操纵该压力活塞。驾驶者将主轴杆4与主轴螺母6沿轴向一起推移通过驱动空心轮12。通过弹簧元件16、尤其螺旋弹簧，利用轴向止挡件11将主轴螺母6压靠到驱动空心轮12，使得轴向止挡件11贴靠在驱动空心轮12上并且不能进一步移动。通过弹簧元件，传动装置3就此而言在起始状态的方向上被预张紧。

图2示出了穿过驱动空心轮12的横截面。在此能够看出：外螺纹10的齿17和与其啮合的内螺纹13的齿18分别具有倾斜的齿面，使得齿17,18分别具有梯形的横截面。由此对于主轴螺母6和驱动内齿轮12相互啮合的齿17和18对中地作用。通过对齿17,18的轮廓的选择确保了驱动空心轮12和主轴螺母6自动地相互对中。然后尤其当驱动空心轮12被驱动马达2驱动以传递转矩时，由于倾斜的齿面，从而执行了驱动空心轮12到主轴螺母6的径向对中，由此使驱动空心轮12和主轴螺母6自动最佳地彼此定向。

图3示出了在驱动空心轮12的区域中的传动装置3的简化的纵截面图。在此尤其能够看出，驱动空心轮12的齿18比驱动空心轮12的齿17沿轴向延伸得更短，使得主轴螺母6相对于齿17的纵延伸部关于驱动空心轮12能够沿轴向移动，而不会丧失齿部的旋转带动。齿17和18的齿宽有利地根据其材料强度来选择。在此，主轴螺母6和驱动空心轮12的材料特性设定成彼此成比例并根据该比例选择齿宽。在这里所示的实施例中，与驱动空心轮12相比，主轴螺母6由强度较低的材料制成，并且由此也具有相对较大的齿宽B。齿部的几何形状，即内齿部13和外齿部10的几何形状，在此以如下方式选择：即，在所有预期的环境条件下，例如尤其温度或湿度，确保齿17和18的充分的覆盖以进行旋转带动。

图4A和4B在传动装置1的各一个纵截面图中示出了主轴螺母6的轴向止挡件11的不同实施方式。

对此，图4A示出根据第一实施例的轴向止挡件11，其中轴向止挡件11垂直于主轴螺母6的移动方向或者说垂直于主轴螺母6的轴向延伸部径向向外延伸，使得所述轴向止挡件形成扁平的或垂直的止挡面19。驱动空心轮12与轴向止挡件11互补地构造，使得所述驱动空心轮同样地具有止挡件20，所述止挡件形成与止挡面19互补的止挡面。在图4A的实施例中，实现了能够将高的轴向力从主轴螺母6传递到驱动空心轮12上并支撑在其上。图4A和4B中的箭头在此示例性地示出了主轴螺母6的轴向载荷。因此，主轴螺母6尤其通过弹簧元件16利用轴向止挡件11压靠到驱动空心轮12的止挡件20。通过轴向止挡件11，例如当用户停止制动踏板的操纵时，由此限定并自动实现了主轴螺母6关于驱动空心轮12的起始位置。通过弹簧元件16，将主轴螺母6自动地推回到起始位置中。

图4B示出了另一个实施例，也如图1中所示的那样，其中轴向止挡件11被构造为锥形并且由此在整个圆周上以延伸的方式倾斜于主轴套筒6的轴向延伸部进行延伸。由此得到了锥形的止挡面19，该止挡面与驱动空心轮12的止挡件20的相应的锥形构造的止挡面共同作用。通过倾斜的止挡面19实现了既沿轴向又径向地支承所述轴向载荷。在此，尤其通过径向的支撑实现了主轴螺母6向驱动空心轮12的有利的对中。力的分布在此不仅卸载了接口，而且同时也减少了主轴螺母6的径向变形，所述径向变形由于梯形螺纹的力分布或与主轴杆4脱离啮合而产生。

如果主轴螺母6由此通过驱动马达2借助于传动装置3来驱动，从而移动主轴杆4以操纵压力活塞，则主轴螺母6在此有利地通过轴向止挡件11支撑在驱动空心轮12的止挡件20上。

图5示出了在根据另一实施例的驱动空心轮12的区域中的传动装置1的部分图示。根据该实施例如此规定：即，主轴螺母6的外齿部10延伸直至轴向止挡件11中。在此，根据图4B的实施例构造所述轴向止挡件11，其具有锥形的止挡面19。由于外齿部10延伸直至轴向止挡件11中，所以止挡面19在圆周上的均匀分布被中断，使得所述轴向止挡件通过多个倾斜于主轴套筒6的轴向延伸部定向的止挡面19形成。当主轴螺母6被引导直至驱动空心轮12上时，驱动空心轮12的内齿部13的齿18由此局部地在轴向止挡件11中重叠，使得止挡面19接触驱动空心轮12的止挡件20的相应构造的止挡相对面。

通过所述重叠的实施方式实现了，在主轴螺母6利用轴向止挡件11贴靠驱动空心轮12的正常运行中，主轴螺母6和驱动空心轮12之间的齿部具有最大可能的覆盖范围，使得能够可靠地传递高的转矩。

Claims (13)

1.一种用于机动车的主制动缸的制动力增强器（1），所述制动力增强器具有通过传动装置（3）与/可与用于主制动缸的压力活塞连接的驱动马达（2），其中所述传动装置（3）具有能够旋转的带有内螺纹（7）的主轴螺母（6）并且具有带有外螺纹（5）的抗扭转的能够沿轴向移动的主轴杆（4），其中所述螺纹（5,7）处于互相啮合从而将所述驱动马达（2）的旋转运动转换为所述主轴杆（4）的平移运动，并且其中所述主轴螺母（6）具有与所述传动装置（3）的驱动轮（12）的齿部（13）啮合的外齿部（10），其特征在于，所述主轴螺母（6）能够沿轴向朝所述驱动轮（12）移动。

2.根据权利要求1所述的制动力增强器，其特征在于，所述主轴螺母（6）的所述外齿部（10）通过所述主轴螺母（6）的套筒状的区段比所述驱动轮（12）的齿部（13）更远地延伸，使得外齿部（10）和齿部（13）不依赖于所述主轴螺母（6）的轴向移动地处于啮合以进行旋转带动。

3.根据前述权利要求之一所述的制动力增强器，其特征在于，所述外齿部（10）构造为轴向齿部。

4.根据前述权利要求之一所述的制动力增强器，其特征在于，所述驱动轮被构造为驱动空心轮（12）并且所述齿部被构造为所述驱动空心轮（12）的内齿部（13）。

5.根据前述权利要求之一所述的制动力增强器，其特征在于，所述主轴螺母（6）具有用于所述驱动空心轮（12）的轴向止挡件（11）。

6.根据前述权利要求之一所述的制动力增强器，其特征在于，所述轴向止挡件（11）至少部分地垂直于所述主轴螺母（6）的轴向延伸部定向。

7.根据前述权利要求之一所述的制动力增强器，其特征在于，所述轴向止挡件（11）至少部分地倾斜于所述主轴螺母（6）的轴向延伸部定向。

8.根据前述权利要求之一所述的制动力增强器，其特征在于，所述轴向止挡件构造为锥形。

9.根据前述权利要求之一所述的制动力增强器，其特征在于，所述驱动空心轮（12）具有与所述轴向止挡件（11）互补构造的止挡件（20）。

10.根据前述权利要求之一所述的制动力增强器，其特征在于，所述主轴螺母（6）的所述外齿部（10）伸入到所述轴向止挡件（11）中。

11.根据前述权利要求之一所述的制动力增强器，其特征在于，为所述主轴螺母（6）分配有至少一个弹簧元件（16），所述弹簧元件利用所述轴向止挡件（11）将所述主轴螺母（6）压靠到所述驱动空心轮（12）。

12. 一种用于机动车的制动装置，所述制动装置具有能够由驾驶者操纵的制动踏板，所述制动踏板机械地与用于主制动缸的压力活塞耦联，其特征在于分配给所述压力活塞的根据权利要求1至11中任一项所述的制动力增强器（1） 。

13.根据权利要求12所述的制动装置，其特征在于，所述压力活塞形成所述主轴杆（4）或者在所述主轴杆（4）的直接的延伸部中由它机械地加载。