CN110696797A - 用于车辆的制动系统的压力产生设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的制动系统的压力产生设备，其具有电机（10）、第一蜗轮构件（14a）、至少一个活塞（24a、80），在电机的电机轴（12）上紧固或构造蜗杆（12a），第一蜗轮构件借助电机轴（12a）的旋转能够处于围绕倾斜于电机轴（12a）取向的第一旋转轴线（18a）的转动运动中，活塞至少借助第一蜗轮构件（14a）的转动运动能够移位，其中在第一蜗轮构件（14a）上紧固或构造第一丝杆螺母（20a），并且在活塞（24a、80）上紧固或构造至少一个第一丝杆（22a），第一丝杆借助第一蜗轮构件（14a）的围绕第一旋转轴线（18a）指向的转动运动能够沿第一旋转轴线（18a）移位，从而使得活塞（24a、80）能够沿第一旋转轴线（18a）或平行于第一旋转轴线（18a）一起移位。

Description

用于车辆的制动系统的压力产生设备

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的制动系统的压力产生设备。本发明同样涉及一种用于车辆的制动系统的压力产生设备的制造方法。

背景技术

由现有技术已知了马达式的活塞-缸-设备作为压力产生设备用于车辆自身的制动系统中。例如，DE 10 2016 216 973 A1描述了这种马达式的活塞-缸-设备，其具有电机和至少一个可移位的活塞。

发明内容

本发明提供了一种具有权利要求1的特征的用于车辆的制动系统的压力产生设备和一种具有权利要求10的特征的用于车辆的制动系统的压力产生设备的制造方法。

本发明提供一种压力产生设备，其中相应的压力产生设备的至少一个活塞分别沿倾斜于/垂直于相应的压力产生设备的电机轴取向的移位轴线是可移位的，由此，相应的压力产生设备的结构方式变得更紧凑和更节约空间。可借助本发明引起的压力产生设备的纵向伸展尺寸与现有技术相比是比较短的。因此，在将根据本发明的压力产生设备安装在车辆/机动车上时存在高的自由度。借助本发明提供的压力产生设备因此可以更容易和舒服地安装在车辆/机动车上。如在下面还更精确阐述的那样，在将根据本发明的压力产生设备安装在车辆/机动车上时，尤其是取消用于将用于制动压力产生的设备与车辆的行驶方向垂直地布置的常规的必要性，其在现有技术中通常触发电机空间中的结构空间问题。

在有利的实施方式中，压力产生设备附加地包括第二蜗轮构件，第二蜗轮构件布置在蜗杆上，从而第二蜗轮构件借助电机轴的旋转可以处于围绕平行于第一旋转轴线取向的第二旋转轴线的转动运动中，其中在第二蜗轮构件上紧固或构造第二丝杆螺母，在第二丝杆螺母上布置有第二丝杆，从而第二丝杆借助第二蜗轮构件的围绕第二旋转轴线指向的转动运动能够沿第二旋转轴线移位。因此存在蜗杆上的第一蜗轮构件和第二蜗轮构件的对置的和对称的齿轮嵌接。两个蜗轮构件的对置的和对称的齿轮嵌接引起消除径向力。另外的优点是，在压力产生设备的该实施方式中，蜗杆不经历弯曲，或者不经历弯曲负载。电机的转子的支承因此可以“流畅地”由蜗杆-支承件承担。这引起结构空间和成本优点。

优选地，第一丝杆和第二丝杆通过桥件相互连接。以该方式，用于两个丝杆的扭转固定件可以成本有利地构造。

活塞例如可以借助沿第一旋转轴线移位的第一丝杆能够沿第一旋转轴线一起移位，其中压力产生设备附加地包括另外的活塞，在另外的活塞上紧固或构造第二丝杆，从而另外的活塞借助沿第二旋转轴线移位的第二丝杆能够沿第二旋转轴线一起移位。以该方式在压力产生设备上引起的功率分流（至通过第一丝杆和第一活塞延伸的第一“功率路径”以及通过第二丝杆和第二活塞延伸的第二“功率路径”）提供在压力产生设备的运行期间的压力产生设备的部件的适当的负载。借助功率分流引起的力平衡此外可以用于补偿公差。

在压力产生设备的另外的有利的实施方式中，在活塞上也紧固或构造第二丝杆，从而活塞借助沿第一旋转轴线移位的第一丝杆和沿第二旋转轴线移位的第二丝杆能够平行于第一旋转轴线一起移位。以该方式可以将比较大的力通过两个丝杆传输至唯一的活塞。

作为有利的改进方案，压力产生设备可以具有壳体，主制动缸整合到壳体中。压力产生设备的上述的实施方式因此可以与主制动缸一体式地构造，即这些实施方式的部件可以和主制动缸的部件一起整合到共同的壳体中。如在下面更精确地阐述的那样，在该情况下，压力产生设备也可以比较节约空间地构造，并且因此可以容易地安装在车辆/机动车上。此外，可以借助将主制动缸整合到共同的壳体中明显减小用于安装装备有该压力产生设备的液压制动系统而需要的工作耗费。

优选地，主制动缸的中间纵轴线垂直于电机轴地和垂直于第一旋转轴线地取向。在该情况下，压力产生设备的最大的伸展尺寸通常等于主制动缸沿其中间纵轴线的最大长度。压力产生设备的在此描述的实施方式因此可以顺利地安装在车辆/机动车中，从而主制动缸的中间纵轴线沿或平行于行驶方向取向。

在压力产生设备的另外的有利的实施方式中，压力产生设备具有壳体，并且制动液储存器构造为壳体的壳体盖。也可以以如下方式说明这一点，即壳体盖和制动液储存器统一为共同的构件。因此，用于压力产生设备的至少一个蜗轮构件的遮盖和通常附加地需要的制动液储存器可以借助减小的工作耗费构造和安装在压力产生设备上。同样以该方式可以减小装备有制动液储存器的压力产生设备的结构空间需求。

此外，压力产生设备可以具有壳体，并且在电机轴的从壳体凸出的端部上可以紧固或构造磁体，其中电机轴的从壳体凸出的端部借助紧固在壳体上的电路板遮盖，并且其中电路板与磁体相邻地具有转子位置传感器。在该情况下，转子位置传感器可以在没有耗费的连接技术的情况下直接检测电机轴/电机的转子的转子位置。

前述的优点在实施相对应的用于车辆的制动系统的压力产生设备的制造方法时也得到确保。明确指出的是，制造方法可以根据压力产生设备的上述的实施方式改进。

附图说明

本发明的另外的特征和优点随后借助附图阐述。其中：

图1a至1c示出了压力产生设备的第一实施方式的示意图；

图2示出了压力产生设备的第二实施方式的示意图；并且

图3示出了用于阐述用于车辆的制动系统的压力产生设备的制造方法的实施方式的流程图。

具体实施方式

图1a至1c示出了压力产生设备的第一实施方式的示意图。

图1a至1c示意性反映出的压力产生设备可以使用在车辆/机动车的制动系统中，其中压力产生设备的可用性不局限于相应的制动系统的特定的制动系统类型并且不局限于装备有制动系统的车辆/机动车的特殊的车辆类型/机动车类型。

压力产生设备具有带有定子10a和转子10b的电机10。在电机10的电机轴12上紧固或构造蜗杆12a。蜗杆12a作为部件或与电机轴12一起借助电机10的运行围绕电机轴轴线12b旋转/可旋转，电机轴轴线沿电机轴12的最大的伸展尺寸来延伸。图1a的横截面垂直于电机轴轴线12b取向，而图1b的横截面位于由电机轴轴线12b和图1a的轴线AA'撑开的平面内。在图1b中可识别的还有电机轴12的至少一个轴承13。

压力产生设备具有至少一个第一蜗轮构件14a，在第一蜗轮构件上构造有第一蜗轮16a。第一蜗轮构件14a的第一蜗轮16a布置在蜗杆12a上，从而第一蜗轮构件14a借助电机轴12围绕其电机轴轴线12b的旋转处于/可处于围绕倾斜于电机轴12/电机轴轴线12b取向的第一旋转轴线18a的转动运动中。优选地，第一蜗轮构件14a以该方式处于/可处于围绕垂直于电机轴12/电机轴轴线12b取向的第一旋转轴线18a的转动运动中。此外，在第一蜗轮构件14a上紧固或构造第一丝杆螺母20a，第一丝杆螺母借助电机轴12围绕其电机轴轴线12b的旋转同样处于/可处于围绕第一旋转轴线18a的转动运动中。（第一蜗轮构件14a的第一蜗轮16a和第一丝杆螺母20a因此形成紧凑的结构单元。）此外，第一丝杆22a布置在第一丝杆螺母20a上，从而第一丝杆22a借助第一蜗轮构件14a的围绕第一旋转轴线18a指向的转动运动沿第一旋转轴线18a移位/可移位。

压力产生设备也具有至少一个第一活塞24a，在第一活塞上紧固或构造第一丝杆22a。因此，第一活塞24a借助沿第一旋转轴线18a移位的第一丝杆22a沿第一旋转轴线18a或平行于第一旋转轴线18a一起移位/可一起移位。以该方式确保的是，第一活塞24a借助第一蜗轮构件14a的转动运动移位/可移位，从而引起/可引起在由第一活塞24a限界的体积中的压力增加。第一活塞24a例如可以借助电机10的运行，与第一复位弹簧26a的弹簧力相反地移位/可移位，其中至少一个接触第一活塞24a的密封件28可以阻止借助移位的第一活塞24a压缩的制动液沿第一活塞24a的漏出。

明确指出的是，压力产生设备的至少一个第一活塞24a借助电机10的运行可以朝倾斜于/垂直于电机轴12/电机轴轴线12b取向的方向移位。因此不需要将电机10布置在压力产生设备上，从而其电机轴12/电机轴轴线12b如在现有技术中那样通常沿/平行于压力产生设备的至少一个第一活塞24a的期望的移位方向取向。在电机10布置在压力产生设备上时的以该方式实现的更大的设计自由度可以用于提高压力产生设备的紧凑性，和/或用于最小化压力产生设备。这使将压力产生设备安装在装备有压力产生设备的车辆/机动车上变得容易。例如，在安装压力产生设备时取消常规的用于使电机轴12/电机轴轴线12b相对于车辆/机动车的行驶方向垂直地取向的必要性。

作为有利的改进方案，图1a至1c的压力产生设备还附加地具有第二蜗轮构件14b，第二蜗轮构件布置在蜗杆12a上，从而第二蜗轮构件14b也借助电机轴12围绕其电机轴轴线12b的旋转处于/可处于围绕平行于第一旋转轴线18a取向的第二旋转轴线18b的转动运动中。两个对置的蜗轮构件14a和14b因此可以通过共同的蜗杆12a/电机轴12驱动。因此，在蜗杆12a上出现功率分流，从而甚至在通过蜗杆12a传输比较大的功率的情况下，几乎不担心第一蜗轮16a和构造在第二蜗轮构件14b上的第二蜗轮16b的强的应变。因此，成本有利的塑料齿轮例如可以用作蜗轮14a和14b。甚至当蜗杆12a的直径是比较小的时，蜗杆12a在两个蜗轮构件14a和14b之间的有利的布置此外也阻止蜗杆12a的弯曲。因此，蜗杆12a可以顺利地相对薄地设计，由此可以获得压力产生设备的更高的效率。

在第二蜗轮构件14b上也紧固或构造第二丝杆螺母20b，第二丝杆螺母和第二蜗轮16b一起形成紧凑的结构单元。在第二丝杆螺母20b上布置第二丝杆22b，从而第二丝杆22b借助第二蜗轮构件14b的围绕第二旋转轴线18b指向的转动运动沿第二旋转轴线18b移位/可移位。如借助图1c的功能原理可识别的那样，蜗轮构件14a和14b借助蜗杆12a沿彼此相反指向的转动方向30a和30b运动，由此，其丝杆螺母20a和20b共同沿相同的方向操纵丝杆22a和22b。优选地，丝杆螺母20a和20b在相同的螺距中具有不同的螺旋方向（右螺纹和左螺纹）。

优选地，第一丝杆22a和第二丝杆22b通过桥件32相互连接。桥件32因此作用为扭转固定件，因此，在图1c中画出的止挡元件34是可选的。因此，丝杆螺母20a和20b的反向指向的转动运动可以顺利地转换为其丝杆22a和22b的平移运动，其中未转动的丝杆22a和22b借助反向的支持力矩36a和36b被支撑，支持力矩分别与相邻的蜗轮构件14a或14b的转动方向30a和30b反向地指向。明确指出的是，对于“引导”丝杆22a和22b来说不需要引导元件，从而也不会出现传输至丝杆22a和22b的能量基于在引导元件上出现的摩擦引起的损耗。

在图1a至1c的实施方式中，除了（借助沿第一旋转轴线18a移位的第一丝杆22a）沿第一旋转轴线18a可一起移位的第一活塞24a以外，压力产生设备还包括另外的/第二活塞24b，在该活塞上紧固或构造第二丝杆22b，从而第二活塞24b借助沿第二旋转轴线18b移位的第二丝杆22b能够沿第二旋转轴线18b一起移位。也可以给第二活塞24b配属第二复位弹簧26b。相应地，第二活塞24b也可以借助至少一个密封件28液体密封地密封。第一活塞24a与电机10的连接的上述的优点也适用于第二活塞24b。

因此，在图1a至1c示出的压力产生设备中，每个丝杆22a和22b分别操纵活塞24a或24b。优选地，两个活塞24a和24b具有相同的活塞面。两个活塞24a和24b或由其限界的体积同样可以液压地相互连接，从而相同的压力作用到两个活塞24a和24b上。压力产生设备的该实施方式因此也可以被称为液压力天平，其中相同的轴向力作用到两个丝杆22a和22b上，并且每个负载路径仅承载总负载的一半。压力产生设备构造为液压力天平用于补偿构件公差，或者阻止超定。

然而明确指出的是，具有两个蜗轮构件14a和14b、两个丝杆22a和22b和两个活塞24a和24b的压力产生设备的上述的构造方案仅示例性地解释。压力产生设备的实施方式也可以仅具有唯一的蜗轮构件、唯一的丝杆和唯一的活塞。

压力产生设备的至少一个蜗轮构件14a和14b可以通过各一个滚动轴承38、如球轴承或滚柱轴承支承在各一个轴承盖40上。相应的滚动轴承38可以位于相应的蜗轮构件14a或14b的轴承杆42a或42b上。相应的轴承杆42a或42b例如可以是钢套筒，钢套筒为了构造相应的蜗轮16a或16b和相应的丝杆螺母20a或20b利用至少一个塑料注塑包封。相应的轴承杆42a或42b同样也可以（和相应的蜗轮16a或16b和相应的丝杆螺母20a或20b一起）由塑料形成。选择性地，要么仅唯一的塑料要么多个（功能优化的）塑料可以用于构造蜗轮16a或16b和丝杆螺母22a或22b（和可能轴承杆42a或42b）。

图1a至1c的压力产生设备的之前描述的部件整合到壳体44中。壳体44例如可以由铝构成。壳体44尤其是可以由挤压型材制成。在该情况下，壳体44也可以顺利地（作为电机壳体）直接包围电机10的定子10a。在该情况下，也提到将电机壳体整合到壳体44中。借助壳体44由挤压型材的构造可以确保的是，壳体44作为电机壳体本身顺利地承受高的切削费用。备选地，电机10也可以具有自身的电机壳体，其可作为（未示出的）单独的结构组件安装在壳体44中。

作为有利的扩展方案，在图1a至1c的实施方式中，还将主制动缸46整合到壳体44中。在此，主制动缸46的中间纵轴线48（其通常沿主制动缸46的输入杆50延伸）垂直于电机轴12/电机轴轴线12b，和垂直于第一旋转轴线18a地取向。尽管附加地将主制动缸46整合在其中，但主制动缸46的这种取向还是能够实现压力产生设备的紧凑的和节约空间的构造。

此外，制动液储存器52构造为在图1a和1b中示意性示出的壳体44的壳体盖52。针对压力产生设备（和如果存在的话，也针对主制动缸46）需要的制动液储存器52因此可以用作覆盖/密封蜗轮构件14a和14b和从中凸出的丝杆22a和22b。这种将壳体盖52和制动液储存器52统一为唯一的构件减小了用于压力产生设备的制造成本，并且同时使压力产生设备的最小化变得容易。尤其是可以借助构造在制动液储存器/壳体盖52的内侧的空穴54来节约空间地掩盖至少一个丝杆22a和22b从壳体44的凸出。

作为可选的改进方案，压力产生设备也可以具有图1b所示的控制设备56，其中控制设备56或其电路板58可以作为附加的遮盖元件紧固在壳体44上。尤其是电机轴12的从壳体44凸出的端部可以借助紧固在壳体44上的电路板58遮盖。在该情况下，压力产生设备在电机轴12的从壳体44凸出的端部上优选还具有磁体60，例如棒磁体60。与磁体60相邻地布置在电路板58上的转子位置传感器62因此可以在没有耗费的连接技术的情况下用于直接检测电机轴12的转子位置。因此，以简单的方式提供用于直接检测电机轴12的转子位置的转子位置传感器62与控制设备56的比较稳固的和相对成本有利的连接。

控制设备56或其电路板58可以通过简单的插头64供应电流。电机10的定子10a同样可以通过与电路板58的插接66被供应以电流。作为有利的补充，至少一个用于开关各一个部分安装在壳体44中的磁阀70的磁线圈68也还可以构造在电路板58上。

图2示出压力产生设备的第二实施方式的示意图。

在图2中示意性示出的压力产生设备与前述的实施方式的不同之处仅在于，其仅具有唯一的活塞80，活塞借助复位弹簧82支撑，并且借助至少一个密封件28密封。唯一的活塞80优选通过轴承84与桥件32连接，第一丝杆22a和第二丝杆22b紧固在唯一的活塞80上。唯一的活塞80因此借助沿第一旋转轴线18a移位的第一丝杆22a和沿第二旋转轴线18b移位的第二丝杆22b能够平行于第一旋转轴线18a一起移位。借助丝杆22a和22b传输的总力因此作用到活塞80上，从而自身可以顺利地克服作用到活塞80上的相对大的反作用力。

两个丝杆22a和22b通过桥件32与活塞80的连接优选是对称的。在该情况下，在压力产生设备上构造典型的机械力天平，其适用于沿轴向方向补偿公差。

上述的压力产生设备可以示例性地分别作为集成制动单元（Integrated PowerBrake, IPB）整合到制动系统的液压设备中。上述压力产生设备中的每个可以用于自动地/与驾驶员无关地或受驾驶员支持地提高装备有车轮制动缸的制动系统的至少一个车轮制动缸中的制动压力。然而指出的是，压力产生设备的（可能稍微修改的）实施方式也可以用于自动地/与驾驶员无关地或受驾驶员支持地提高主制动缸中存在的压力。

图3示出用于阐述用于车辆的制动系统的压力产生设备的制造方法的实施方式的流程图。

借助在此描述的制造方法例如可以形成上述的压力产生设备。然而，制造方法的可实施性并不局限于制造压力产生设备。

在方法步骤S1中，第一蜗轮构件布置在紧固或构造在电机的电机轴上的蜗杆上，从而第一蜗轮构件借助电机轴的旋转处于围绕倾斜于/垂直于电机轴取向的第一旋转轴线的转动运动中。

在另外的方法步骤S2中布置至少一个活塞，从而活塞至少借助第一蜗轮构件的转动运动移位。这通过将紧固或构造在活塞上的第一丝杆布置在紧固或构造在第一蜗轮构件上的第一丝杆螺母上而发生，从而第一丝杆借助第一蜗轮构件的围绕第一旋转轴线指向的转动运动沿第一旋转轴线移位，其中活塞借助沿第一旋转轴线移位的第一丝杆沿第一旋转轴线或平行于第一旋转轴线一起移位。

方法步骤S1和S2可以以任意的顺序，同时或在时间上重叠地实施。也指出的是，制造方法可以根据上述的压力产生设备改进。

Claims (10)

1.一种用于车辆的制动系统的压力产生设备，其具有：

电机（10），在电机的电机轴（12）上紧固或构造蜗杆（12a）；

第一蜗轮构件（14a），第一蜗轮构件布置在蜗杆（12a）上，从而使得第一蜗轮构件（14a）借助电机轴（12a）的旋转能够处于围绕倾斜于电机轴（12a）取向的第一旋转轴线（18a）的转动运动中；和

至少一个活塞（24a、80），所述活塞至少借助第一蜗轮构件（14a）的转动运动能够移位；

其特征在于，

在第一蜗轮构件（14a）上紧固或构造第一丝杆螺母（20a）；并且

在活塞（24a、80）上紧固或构造至少一个第一丝杆（22a），第一丝杆布置在第一丝杆螺母（20a）上，从而使得第一丝杆（22a）借助第一蜗轮构件（14a）的围绕第一旋转轴线（18a）指向的转动运动能够沿第一旋转轴线（18a）移位，从而活塞（24a、80）借助沿第一旋转轴线（18a）移位的第一丝杆（22a）能够沿第一旋转轴线（18a）或平行于第一旋转轴线（18a）一起移位。

2.根据权利要求1所述的压力产生设备，其中，压力产生设备附加地包括第二蜗轮构件（14b），第二蜗轮构件布置在蜗杆（12a）上，从而使得第二蜗轮构件（14b）借助电机轴（12）的旋转能够处于围绕平行于第一旋转轴线（18a）取向的第二旋转轴线（18b）的转动运动中，并且其中在第二蜗轮构件（14b）上紧固或构造第二丝杆螺母（20b），在第二丝杆螺母上布置有第二丝杆（22a），从而使得第二丝杆（22a）借助第二蜗轮构件（14b）的围绕第二旋转轴线（18b）指向的转动运动能够沿第二旋转轴线（18b）移位。

3.根据权利要求2所述的压力产生设备，其中，第一丝杆（22a）和第二丝杆（22b）通过桥件（32）相互连接。

4.根据权利要求2或3所述的压力产生设备，其中，活塞（24a）借助沿第一旋转轴线（18a）移位的第一丝杆（22a）能够沿第一旋转轴线（18a）一起移位，并且其中压力产生设备附加地包括另外的活塞（24b），在所述另外的活塞上紧固或构造第二丝杆（22b），从而使得另外的活塞（24b）借助沿第二旋转轴线（18b）移位的第二丝杆（22b）能够沿第二旋转轴线（18b）一起移位。

5.根据权利要求2或3所述的压力产生设备，其中，在活塞（80）上也紧固或构造第二丝杆（22b），从而使得活塞（80）借助沿第一旋转轴线（18a）移位的第一丝杆（22a）和沿第二旋转轴线（18b）移位的第二丝杆（22b）能够平行于第一旋转轴线（18a）一起移位。

6.根据前述权利要求中任一项所述的压力产生设备，其中，压力产生设备具有壳体（44），主制动缸（46）整合到壳体中。

7.根据权利要求6所述的压力产生设备，其中，主制动缸（46）的中间纵轴线（48）垂直于电机轴（12）地和垂直于第一旋转轴线（18a）地取向。

8.根据前述权利要求中任一项所述的压力产生设备，其中，压力产生设备具有壳体（44），并且制动液储存器（52）构造为壳体（44）的壳体盖（52）。

9.根据前述权利要求中任一项所述的压力产生设备，其中，压力产生设备具有壳体（44），并且在电机轴（12）的从壳体（44）凸出的端部上紧固或构造磁体（60），其中电机轴（12）的从壳体（44）凸出的端部借助紧固在壳体上的电路板（58）遮盖，并且其中电路板（58）与磁体（60）相邻地具有转子位置传感器（62）。

10. 一种用于车辆的制动系统的压力产生设备的制造方法，具有如下步骤：

将第一蜗轮构件（14a）布置在紧固或构造在电机（10）的电机轴（12）上的蜗杆（12a）上，从而使得第一蜗轮构件（14a）借助电机轴（12）的旋转处于围绕倾斜于电机轴（12）取向的第一旋转轴线（18a）的转动运动中（S1）；和

布置至少一个活塞（24a、80），从而使得活塞（24a、80）至少借助第一蜗轮构件（24a）的转动运动移位；

其特征在于如下步骤：

将紧固或构造在活塞（24a、80）上的第一丝杆（22a）布置在紧固或构造在第一蜗轮构件（14a）上的第一丝杆螺母（20a）上，从而使得第一丝杆（22a）借助第一蜗轮构件（14a）的围绕第一旋转轴线（18a）指向的转动运动沿第一旋转轴线（18a）移位，其中活塞（24a、80）借助沿第一旋转轴线（18a）移位的第一丝杆（22a）沿第一旋转轴线（18a）或平行于第一旋转轴线（18a）一起移位（S2）。

Images