CN108025725B - 用于机动车的制动力放大器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的主制动缸的制动力放大器（1），其具有驱动马达（2），该驱动马达通过变速器（3）与用于主制动缸的压力活塞连接/能连接，其中，所述变速器（3）具有带内螺纹（7）的能转动的主轴螺母（6）和带外螺纹（5）的能沿轴向位移的、抗扭转的主轴杆（4），其中，所述螺纹（5、7）交错啮合，以便将驱动马达的旋转运动转换成所述主轴杆（4）的平移运动，用以操纵压力活塞。设置：所述主轴螺母（6）两件式构造并且具有内部件（18）和外部件（17），内部件具有内螺纹（7），外部件具有外齿部（10），其中，内部件（18）和外部件（17）由不同的材料制成。

Description

用于机动车的制动力放大器

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的主制动缸的制动力放大器，其具有驱动马达，该驱动马达通过变速器与用于主制动缸的压力活塞连接/能连接，其中，所述变速器具有带内螺纹的能转动的主轴螺母和带外螺纹的能沿轴向位移的、抗扭转的主轴杆，其中，所述内螺纹与外螺纹嵌接，以便将驱动马达的旋转运动转换成所述主轴杆的平移运动，用以操纵压力活塞。

背景技术

由现有技术已经已知开头提到的形式的制动力放大器和制动装置。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放大器，该制动力放大器具有驱动马达和使驱动马达与主制动缸的压力活塞连接的变速器。变速器在此具有一区段，该区段被构造为主轴变速器，以便将驱动马达的旋转运转换成动压力活塞的平移运动，用以操纵主制动缸。所述主轴变速器为此具有带内螺纹的主轴螺母和带外螺纹的主轴杆，其中，两个螺纹彼此嵌接，以便将旋转运动转换成平移运动。

发明内容

通过制动力放大器的根据本发明的实施方式来实现：变速器的主轴螺母具有较高的使用寿命并且提高了制动力放大器的运行安全性。本发明设置主轴螺母附加于内螺纹此外具有外齿部。由此能够尤其直接通过另一齿轮来驱动主轴螺母。尤其地，本发明允许了可以将主轴螺母使用用于将旋转运动转换成平移运动之外，也用于另一目的。根据本发明为此设置：所述主轴螺母两件式构造并且具有内部件和外部件，内部件具有内螺纹，外部件形成外齿部，其中，内部件和外部件由不同的材料制成。在此，基于有利的两件式实施方式可行的是，不仅外齿部，而且内螺纹在材料技术上被优化，由此予以了制动力放大器的高的使用寿命。

根据本发明的一优选改进方案设置：所述外部件由高强度材料、尤其是由铝、钢、陶瓷、由纤维复合材料和/或由纤维加强的塑料来形成。因此，外部件特别牢固地构造并允许了高的驱动力。

此外特别优选地设置：所述内部件由低摩擦和/或低磨损的材料、尤其是由聚甲醛、聚四氟乙烯和/或聚酰胺构成。由此尤其是减少了内螺纹和外螺纹之间的摩擦并且通过驱动马达置入的驱动力基本上转化成主轴杆的平移运动，在最小的摩擦情况下，由此改善了变速器的效率。

此外优选地设置：外部件和内部件沿轴向形状锁合地彼此连接。由此以简单的方式和方法保证了：在运行中出现的轴向负载可以可靠地被接收或被传递，并且主轴螺母也在高负荷下或者说高转矩下将驱动力可靠地传递到主轴杆上。通过形状锁合连接以简单的方式和方法阻止了外部件和内部件彼此的松开。

根据本发明的一优选改进方案设置：沿轴向形状锁合通过至少一个弯曲的保持区段来形成。弯曲的保持区段在此可以是内部件或外部件的组成部分。也可以设置：不仅在内部件上，而且在外部件上分别布置至少一个弯曲的保持区段。通过弯曲的保持区段而存在与对应的部件一体式构造的形状锁合元件，形状锁合元件保证了元件彼此的可靠限动。在此，对应的保持区段这样地弯曲，使得该保持区段沿轴向搭接分别其它部件、即内部件或外部件，以便形成形状锁合。

根据本发明的一优选改进方案设置：沿轴向的形状锁合通过至少一个沿轴向拧入到这些部件中的一个部件中的螺栓来形成，所述螺栓的螺栓头伸出这些部件中的其它部件。根据该实施方式可以取消这些部件中的一个部件的之后的变形。代替地，这些部件中的一个部件适宜地设有拧紧螺纹，螺栓能拧入到拧紧螺纹中。在此，这样地布置拧紧螺纹并且这样地构造螺栓的螺栓头，使得螺栓头在拧入的状态下伸出其它部件，并且由此产生这两个部件之间的沿轴向的形状锁合。

此外优选地设置：这些部件为了抗扭转的连接彼此力锁合、形状锁合和/或材料锁合地彼此连接。由此保证了：可以传递高的转矩，而这两个部件没有相互扭转。

特别优选地，抗扭转连接的所述形状锁合通过至少一个耦接销子形成，该至少一个耦接销子形状锁合地插入所述内部件和所述外部件的彼此相对置布置的留空部中。外部件和内部件由此分别具有至少一个留空部，尤其是容纳槽，耦接销子能够沿径向插入到容纳槽中。如果两个留空部彼此相对置，那么耦接销子能够沿轴向被推入到优选至少朝向轴向侧面边缘敞开的留空部中。沿周向的力传递于是通过耦接销子从一个部件到其它部件上地进行。由此持久地保证了外部件与内部件之间的可靠的抗扭转的连接。

根据本发明的一优选改进方案设置：用于抗扭转连接的形状锁合通过这些部件中的一个部件的至少一个径向突出部来形成，该至少一个径向突出部嵌入到这些部件中的其它部件的径向留空部中。在该实施方式中可有利地取消附加的力传递器件。在此，制造外部件和内部件虽然较耗费，但是为此保证了简单的装配。尤其地，一个部件具有多个在其周边上均匀分布布置的径向突出部和/或径向凹陷部，其以齿部的方式构造，以便也可以可靠地传递高的力。

此外优选地设置：主轴螺母的外齿部与变速器的驱动中空轮的内齿部嵌接，其中，主轴螺母能够沿轴向相对驱动中空轮位移。主轴螺母由此处于驱动中空轮中或穿过该驱动中空轮挤压。由此保证了变速器的特别紧凑的实施方式。基于该有利的构造方案，根据该有利的构造方案，主轴螺母能够沿轴向相对该驱动中空轮位移，此外保证了：当使用者通过制动踏板操纵将压力活塞直接用力（机械式）加载并且驱动马达不能足够快地补充引导变速器时，于是压力活塞能够通过主轴螺母的沿轴向位移与驱动器无关地位移。因此也可以在故障情况下，例如在驱动马达失效时（机械式）触发或导入制动过程。当压力活塞形成主轴杆时，或当压力活塞能够在主轴杆的直接延长部中由该主轴杆机械式加载时，那么这点尤其是具有优点。尤其地，内齿部和外齿部这样地构造，使得这些齿分别沿轴向沿着主轴螺母或驱动中空轮延伸。由此，主轴螺母相对于驱动中空轮的沿轴向移动是可行的，而主轴螺母没有相对于驱动中空轮扭转。

附图说明

其他优点和优选特征由之前的描述以及随后的说明获得。下面应该根据附图来进一步阐释本发明和它的优点。为此：

图1A和1B以简化图示出了制动力放大器；

图2示出了制动力放大器的主轴螺母的放大截面图；

图3示出了主轴螺母的有利的第一改进方案；

图4示出了主轴螺母的有利的另一改进方案；以及

图5A至5C示出了主轴螺母的另一有利实施例。

具体实施方式

图1A以简化图示出了用于机动车的这里未详细示出的主制动缸的制动力放大器1。制动力放大器1具有这里简化示出的驱动马达2，该驱动马达被构造为电动马达并通过变速器3与主轴杆4作用连接。主轴杆4在此当前仅以区段方式在纵截面中示出。主轴杆4被构造为中空杆，该中空杆具有外螺纹5。主轴杆4沿轴向在一端部与主制动缸尤其是主制动缸的压力活塞机械连接，并且在另一端部与具有制动力放大器1的机动车的制动踏板机械连接。主轴杆4在此能沿轴向位移地构造，以便在操纵制动踏板时施加力到主制动缸上，以操纵该主制动缸。

在主轴杆4上能转动地布置主轴螺母6。主轴螺母6以区段方式具有内螺纹7，该内螺纹与外螺纹5嵌接。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在此沿轴向看在大于双倍像内螺纹7那样大的区段上延伸。如果主轴螺母6被置于旋转运动中，就像通过箭头8简示的那样，那么这点通过交错啮合的梯形螺纹导致主轴杆4的沿轴向位移，就像通过箭头9示出的那样。也可以设置：主轴杆4形成压力活塞。

主轴螺母6此外具有外齿部10，其具有多个沿轴向在主轴螺母6的套筒形区段的罩壳外表面上延伸的齿。此外，主轴螺母6在一端部上具有轴向止挡11，该轴向止挡具有锥形的纵向截面。

变速器3此外具有驱动中空轮12，驱动中空轮具有与外齿部10嵌接的内齿部13。通过外齿部10和内齿部13沿轴向进行取向，主轴螺母6沿轴向能够向驱动中空轮12移动。此外，驱动中空轮12具有外齿部，利用该外齿部，驱动中空轮12与中间齿轮14作用连接，该中间齿轮具有传动比并与电动马达2的驱动小齿轮15啮合。

如果对电动马达2进行操控，那么转矩被施加到驱动中空轮12上，该驱动中空轮通过内螺纹13将主轴螺母6携动并被置于旋转运动中。因为主轴杆4抗扭转地被支承，所以通过主轴螺母6的转动产生主轴杆4进而压力活塞的轴向运动并操纵了主制动缸。由此可以导入自动的制动过程或通过产生附加制动力辅助了驾驶员。如果驾驶员操纵制动踏板比电动马达2能够反应的更快或当电动马达2或制动力放大器1具有故障时，那么对驾驶员来说可以基于主轴螺母6关于驱动中空轮12的沿轴向可位移性纯机械地操纵主轴杆4。在此，主轴螺母6沿轴向被按压穿过驱动中空轮12。通过弹簧元件16，将主轴螺母6以轴向止挡11相对驱动中空轮12进行挤压，从而使得轴向止挡11贴靠在驱动中空轮12上并且进一步移动是不可行的。通过弹簧元件16，将变速器3就此而言朝初始状态方向预紧。

图1B在穿过驱动中空轮12的横截面图中示出了主轴螺母6的有利构造方案。主轴螺母6当前被两件式构造，具有外部件17和内部件18，它们沿轴向并沿转动方向固定地彼此连接。外部件17在此具有外齿部10，并且内部件18具有内螺纹7。主轴杆4出于概览性原因在图1B中没有示出。内部件18和外部件17当前分别套筒形构造并彼此同中心地布置。

图2在纵截面图中示出了主轴螺母6的放大区段。在此能够看到，外部件17在轴向止挡11的区域中具有用于形成轴向容纳部19的放大内直径。内部件18以内螺纹7被推入到轴向容纳部19中，其中，内部件18具有至少基本上对应于放大的内直径的外直径。在此，轴向容纳部19基于放大的内直径形成一轴向止挡20，内部件18能够被推入直至该轴向止挡，就像通过箭头示出的那样。外部件17由高强度材料、例如铝或钢制成。内部件18当前由低摩擦材料、例如聚甲醛或聚酰胺制成。因此，主轴螺母在安全性重要的外置区域中由有利的硬材料制成并且在摩擦学重要的内置区域中由在摩擦学上优化的材料制成。因此，通过两件式的构造而可行的是，主轴螺母6优化地适配其不同的任务。

为了将内部件18紧固在外部件17中可以考虑不同的变型方案。在最简单的情况下，内部件18被粘接到外部件17中。也可以考虑，外部件17和内部件18彼此焊接。优选地设置：外部件17和内部件18形状锁合地彼此保持。沿轴向方向通过轴向止挡20已经形成第一形状锁合。朝另一方向有利地同样设置形状锁合，就像根据图3和4示例性示出的那样。

图3示出了一实施例，其中，沿轴向的形状锁合通过外部件17的弯曲的保持区段21来形成。为此，外部件17在其端侧面上具有在整个周边上无中断地或以中断延伸的接片22，该接片沿轴向伸出。在此设置至少一个接片22，所述至少一个接片至少局部地在周边上沿轴向延伸。在插入内部件18之后，接片22至少以区段方式沿径向向内弯曲并在此塑性变形，从而使得该接片在内部件的端侧面上跨接内部件18。因此，内部件18沿轴向在轴向止挡20和通过弯曲的接片所形成的保持区段21之间被形状锁合地固定。

图4示出了替换的实施例，其中设置：外部件17在它的端侧面上具有带拧紧螺纹23的一个或多个开口。在此，这些开口沿径向尽可能靠内部或接近放大的内直径地构造，从而使得拧入到螺纹23中的螺栓24以它的螺栓头25跨接插入到轴向容纳部19中的内部件18。

针对外部件17和内部件18之间的抗扭转的形状锁合的连接优选地设置：内部件18和外部件17具有交错啮合的齿部，通过所述齿部提供了沿转动方向的简单的形状锁合。替换地，内部件18或外部件17可以具有唯一的径向突出部，该径向突出部嵌入到内部件18的相应的、与其互补构造的径向容纳部。

图5A至5C示出了一实施例，其中通过附加元件来形成沿转动方向的形状锁合。在此设置：内部件18在它的罩壳外侧面26上具有多个均匀地在周边上分布布置的、形式为长槽的留空部27，所述留空部沿轴向在内部件18上延伸，就像图5A中示出的那样。

图5B示出了到外部件17上的俯视图，该外部件在它的具有放大的内直径的罩壳内侧面28上具有多个在周边分布布置的、形式为长槽的留空部29，所述留空部沿轴向延伸。在此，留空部29的数量对应于内部件18的留空部27的数量和布置。如果内部件18插入到外部件17中，就像图5C中示出的那样，那么留空部29和27沿内部件18在外部件17的至少一个转动位置中彼此相对置，从而使得这些留空部一起分别形成主轴螺母6的轴向容纳部。根据图5C，分别一耦接销子30沿轴向推入到由留空部27和29所形成的沿轴向边缘敞开的轴向容纳部中，例如图5A和5C中示出的那样。耦接销子30的横截面在此至少基本上对应于轴向容纳部的横截面，这些轴向容纳部通过留空部27和29形成。因此，耦接销子30在安装状态下根据图5C不仅在留空部27中，而且在留空部29中插入，由此保证了外部件17相对于内部件18的简单的形状锁合的连接。

Claims (11)

1.用于机动车的主制动缸的制动力放大器（1），其具有驱动马达（2），该驱动马达通过变速器（3）与用于主制动缸的压力活塞连接/能连接，其中，所述变速器（3）具有带内螺纹（7）的能转动的主轴螺母（6）和带外螺纹（5）的能沿轴向位移的、抗扭转的主轴杆（4），其中，所述螺纹（5、7）交错啮合，以便将驱动马达的旋转运动转换成所述主轴杆（4）的平移运动，用以操纵压力活塞，其特征在于，所述主轴螺母（6）两件式构造并且具有内部件（18）和外部件（17），内部件具有内螺纹（7），外部件具有外齿部（10），其中，内部件（18）和外部件（17）由不同的材料制成，其中，所述主轴螺母（6）的所述外齿部（10）与所述变速器（3）的驱动中空轮（12）的内齿部（13）嵌接，其中，所述主轴螺母（6）能够沿轴向相对于驱动中空轮（12）位移。

2.根据权利要求1所述的制动力放大器，其特征在于，所述外部件（17）由高强度材料、由纤维复合材料和/或由纤维加强的塑料来形成。

3.根据权利要求1或2所述的制动力放大器，其特征在于，所述内部件（18）由低摩擦和/或低磨损的材料构成。

4.根据权利要求1或2所述的制动力放大器，其特征在于，外部件（17）和内部件（18）沿轴向形状锁合地彼此连接。

5.根据权利要求4所述的制动力放大器，其特征在于，沿轴向的形状锁合通过至少一个弯曲的保持区段（21）来形成。

6.根据权利要求4所述的制动力放大器，其特征在于，沿轴向的形状锁合通过至少一个沿轴向拧入到内部件（18）或外部件（17）中的螺栓（24）来形成，所述螺栓的螺栓头（25）伸出这些部件中的其它部件。

7.根据权利要求1或2所述的制动力放大器，其特征在于，内部件（18）和外部件（17）为了抗扭转的连接彼此力锁合、形状锁合和/或材料锁合地彼此连接。

8.根据权利要求7所述的制动力放大器，其特征在于，用于抗扭转连接的所述形状锁合通过至少一个耦接销子（30）形成，该至少一个耦接销子形状锁合地插入所述内部件（18）和所述外部件（17）的彼此相对置布置的留空部（27、29）中。

9.根据权利要求7所述的制动力放大器，其特征在于，所述形状锁合通过所述内部件（18）或所述外部件（17）的至少一个径向突出部来形成，所述至少一个径向突出部嵌入到所述外部件（17）或所述内部件（18）的径向留空部中。

10.根据权利要求2所述的制动力放大器，其特征在于，所述高强度材料是铝、钢或陶瓷。

11.根据权利要求3所述的制动力放大器，其特征在于，所述低摩擦和/或低磨损的材料是聚甲醛、聚四氟乙烯和/或聚酰胺。

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