DE102009029594A1

DE102009029594A1 - Brake booster

Info

Publication number: DE102009029594A1
Application number: DE200910029594
Authority: DE
Inventors: Lin Feuerrohr; Jochen Moench; Christian Meyer; Hans-Peter Dommsch; Stefan Demont; Martin-Peter Bolz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2011-03-24
Also published as: EP2477860A1; CN102596667B; CN102596667A; JP2013505159A; JP5456164B2; WO2011032758A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker 100 mit einem Elektromotor 16 für einen Hauptbremszylinder 10, der mittels eines Übertragungsmittels 15 mit einem Druckkolben 11 des Hauptbremszylinders 10 gekoppelt ist und einen mittels eines Bremspedals 33 auf den Druckkolben 11 übertragenen Bremsdruck verstärkt, wobei das Übertragungsmittel 15 ein Kurvenscheibengetriebe aufweist, das mit dem Druckkolben 11 in Wirkverbindung steht und eine Verschiebung des Druckkolbens 11 in den Hauptbremszylinder 10 bewirkt.The invention relates to a brake booster 100 with an electric motor 16 for a master brake cylinder 10, which is coupled to a pressure piston 11 of the master brake cylinder 10 by means of a transmission means 15 and amplifies a brake pressure transmitted to the pressure piston 11 by means of a brake pedal 33, the transmission means 15 having a cam gear , which is in operative connection with the pressure piston 11 and causes a displacement of the pressure piston 11 in the master cylinder 10.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker mit einem Elektromotor für einen Hauptbremszylinder, der mittels eines Übertragungsmittels mit einem Druckkolben des Hauptbremszylinders gekoppelt ist, und einen mittels eines Bremspedals auf den Druckkolben übertragenen Bremsdruck verstärkt.The invention relates to a brake booster with an electric motor for a master cylinder, which is coupled by means of a transmission means with a pressure piston of the master cylinder, and amplifies a transmitted by means of a brake pedal to the pressure piston brake pressure.

Stand der TechnikState of the art

Allgemein weisen fremdkraftunterstützte Bremsanlagen ein Reibmedium z. B. eine Bremsscheibe oder eine Bremstrommel und einen Radaktuator wie beispielsweise einen Bremssattel mit einem Radbremszylinder auf. Der Radaktuator ist dabei mit einem Hauptbremszylinder mittels zugehörigen Bremsleitungen verbunden. Der Hauptbremszylinder ist ferner mit einem Bremspedal gekoppelt. Der Bremskraftverstärker ist zwischen dem Bremspedal und dem Hauptbremszylinder angeordnet und benutzt Fremdenergie, beispielsweise in Form von Druckluft, Unterdruck oder elektrischer Energie, um eine vom Fahrer aufgebrachte Pedalkraft auf das Bremspedal zu verstärken. Übliche Verstärkungsfaktoren liegen bei einem PKW im Bereich von fünf bis zehn.In general, power-assisted brake systems have a friction medium z. As a brake disc or a brake drum and a Radaktuator such as a caliper with a wheel brake on. The Radaktuator is connected to a master cylinder by means of associated brake lines. The master cylinder is further coupled to a brake pedal. The brake booster is disposed between the brake pedal and the master cylinder and uses external energy, for example in the form of compressed air, negative pressure or electrical energy, to amplify a pedal applied by the driver pedal force on the brake pedal. Usual gain factors are in a car in the range of five to ten.

In herkömmlichen Dieselmotorfahrzeugen sowie bei Fahrzeugen mit Ottomotoren, die mittels Benzindirekteinspritzung oder ohne Drosselklappe die Gemischaufbereitung vollziehen, ist zusätzlich zu einem unterdruckbetriebenen pneumatischen Bremskraftverstärker eine Unterdruckpumpe erforderlich. Des Weiteren ist der benötigte Bauraum für einen pneumatischen Bremskraftverstärker abhängig von der notwendigen Bremskraftverstärkung. Der Durchmesser des pneumatischen Bremskraftverstärkers kann dabei bis zu 30 cm umfassen.In conventional diesel motor vehicles, as well as in vehicles with gasoline engines that perform the mixture preparation by gasoline direct injection or without throttle valve, a vacuum pump is required in addition to a vacuum-operated pneumatic brake booster. Furthermore, the space required for a pneumatic brake booster depends on the necessary brake booster. The diameter of the pneumatic brake booster can be up to 30 cm.

In der DE 10 2007 016 136 A1 ist ein elektromechanischer Bremskraftverstärker für ein Fahrzeugbremssystem gezeigt, der einen Elektromotor zur Bremskraftverstärkung und einen daran gekoppelten Hauptbremszylinder aufweist. Der Elektromotor ist mit einer Spindelschraube verbunden. Die Spindelschraube ist über einen Stempel und einen Mitnehmer an den Hauptbremszylinder gekoppelt. Bei einer Aktivierung des Elektromotors treibt dieser die Spindelschraube an und verschiebt den Stempel gegen den Hauptbremszylinder, um den über das Bremspedal eingebrachten Bremsdruck zu verstärken.In the DE 10 2007 016 136 A1 For example, there is shown an electromechanical brake booster for a vehicle brake system having an electric motor for boosting and a master cylinder coupled thereto. The electric motor is connected to a spindle screw. The spindle screw is coupled via a punch and a driver to the master cylinder. Upon activation of the electric motor, the latter drives the spindle screw and displaces the punch against the master brake cylinder in order to increase the brake pressure introduced via the brake pedal.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen kompakten und verbesserten Bremskraftverstärker zur Verfügung zu stellen.It is an object of the invention to provide a compact and improved brake booster available.

Diese Aufgabe wird durch einen Bremskraftverstärker gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a brake booster according to claim 1. Preferred embodiments of the invention are indicated in the dependent claims.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass der Bremskraftverstärker besonders kompakt ausbildbar ist, indem ein Übertragungsmittel, das einen Elektromotor mit einem Hauptbremszylinder koppelt, ein Kurvenscheibengetriebe aufweist, das mit einem Druckkolben eines Hauptbremszylinders in Wirkverbindung steht und dass das Kurvenscheibengetriebe eine Verschiebung des Druckkolbens in den Hauptbremszylinder bewirkt.According to the invention it has been recognized that the brake booster is particularly compact formable by a transmission means which couples an electric motor with a master cylinder, a cam gear, which is operatively connected to a pressure piston of a master cylinder and that the cam gear causes a displacement of the pressure piston in the master cylinder.

Dies hat den Vorteil, dass der Bremskraftverstärker ohne Unterdruck betrieben werden kann und gleichzeitig die Übersetzung und/oder die Umlenkung durch das Übertragungsmittel mittels des Kurvenscheibengetriebes bauraumoptimiert an dem Hauptbremszylinder angeordnet werden.This has the advantage that the brake booster can be operated without negative pressure and at the same time the translation and / or the deflection by the transmission means by means of the cam gear are space-optimized arranged on the master cylinder.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Kurvenscheibengetriebe wenigstens eine Kurvenscheibe auf, deren Umfangsseite eine Abrolleinrichtung zugeordnet ist. Die Abrolleinrichtung ist mit dem Druckkolben gekoppelt und ausgelegt, entlang der Umfangsseite der Kurvenscheibe abzurollen. Dies hat den Vorteil, dass ein gewünschter Verlauf der Bremskraftverstärkung flexibel über die Gestaltung der Umfangsseite der Kurvenscheibe anpassbar ist.In a further embodiment of the invention, the cam gear has at least one cam, whose peripheral side is associated with a rolling device. The unwinding device is coupled to the pressure piston and designed to unroll along the peripheral side of the cam. This has the advantage that a desired course of the brake booster can be flexibly adapted via the design of the peripheral side of the cam.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Druckkolben mit der Abrolleinrichtung über einen Fortsatz des Druckkolbens direkt verbunden. Auf diese Weise kann der Bremskraftverstärker besonders robust ausgebildet werden.In a further embodiment of the invention, the pressure piston is connected directly to the unwinding device via an extension of the pressure piston. In this way, the brake booster can be made particularly robust.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine erste Kurvenscheibe mit einem ersten Stirnrad und eine zweite Kurvenscheibe mit einem zweiten Stirnrad verbunden, wobei die beiden Stirnräder mit wenigstens einem dritten Stirnrad gekoppelt sind und die an den Stirnrädern befestigten Kurvenscheiben die Abrolleinrichtung betätigen. Auf diese Weise kann der Druckkolben des Hauptbremszylinders ohne eine Umlenkung direkt betätigt werden, so dass der Hauptbremszylinder zusammen mit dem Bremskraftverstärker in besonders kompakter Bauart zueinander ausgerichtet sind.In a further embodiment of the invention, a first cam is connected to a first spur gear and a second cam to a second spur gear, wherein the two spur gears are coupled to at least one third spur gear and the cams attached to the spur gears actuate the unwinding device. In this way, the pressure piston of the master cylinder can be directly operated without a deflection, so that the master cylinder are aligned together with the brake booster in a particularly compact design to each other.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Druckkolben mit der Abrolleinrichtung mittels eines Kipphebels verbunden, wobei der Kipphebel eine Aufnahme für eine Kippachse aufweist. Dies hat den Vorteil, dass die Abtastung der Umfangsseite der Kurvenscheibe durch die Abrolleinrichtung parallel zur Verschieberichtung des Druckkolbens des Hauptbremszylinders erfolgen und somit der verfügbare Bauraum gezielt ausgenutzt werden kann.In a further embodiment of the invention, the pressure piston is connected to the unwinding device by means of a rocker arm, wherein the rocker arm has a receptacle for a tilting axis. This has the advantage that the scanning of the peripheral side of the cam by the unwinding done parallel to the direction of displacement of the pressure piston of the master cylinder and thus The available space can be specifically exploited.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Umfangskontur der Kurvenscheibe spiralförmig oder elliptisch ausgebildet. Diese Umfangskonturen eignen sich besonders für eine gleichmäßige Verstärkung des Bremsdruckes.In a further embodiment of the invention, a circumferential contour of the cam is formed spirally or elliptically. These circumferential contours are particularly suitable for a uniform increase in the brake pressure.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Kurvenscheibe eine Sperreinrichtung auf, die ein Sperrelement und ein Federelement aufweist, wobei die Sperreinrichtung das Bremspedal in eine Ausgangsstellung zieht, indem das Sperrelement die Abrolleinrichtung auf der Kurvenscheibe mitnimmt. Dies hat den Vorteil, dass bei Fahrzeugen mit Elektro- oder Hybridantrieb das Bremspedal in eine Ausgangsstellung gebracht werden kann.In a further embodiment of the invention, the cam on a locking device, which has a locking element and a spring element, wherein the locking device pulls the brake pedal in an initial position by the blocking element entrains the unwinding on the cam. This has the advantage that in vehicles with electric or hybrid drive, the brake pedal can be brought into a starting position.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Bremskraftverstärker eine Rückstelleinrichtung, insbesondere eine Spiralfeder, auf, die mit der Kurvenscheibe und einem Gehäuse gekoppelt ist. Beim Verstärken des Bremsdruckes verspannt sich die Rückstelleinrichtung gegenüber dem Gehäuse und dreht mittels der Verspannung die Kurvenscheibe in eine Ausgangsposition. Dies hat den Vorteil, dass der Elektromotor zum Betrieb des Bremskraftverstärkers nur in eine Richtung bestromt werden kann und somit kostengünstiger ausgebildet sein kann.In a further embodiment of the invention, the brake booster on a restoring device, in particular a coil spring, which is coupled to the cam and a housing. When amplifying the brake pressure, the restoring device braces against the housing and rotates the cam by means of the tension in a starting position. This has the advantage that the electric motor for the operation of the brake booster can be energized only in one direction and thus can be designed more cost-effective.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Kurvenscheibengetriebe mittels eines weiteren Getriebes, insbesondere eines Planetengetriebes oder eines Stirnradgetriebes, mit dem Elektromotor gekoppelt. Auf diese Weise kann der Elektromotor kleiner und kostengünstiger ausgeführt werden als bei einem Bremskraftverstärker ohne Getriebe.In a further embodiment of the invention, the cam gear is coupled to the electric motor by means of a further gear, in particular a planetary gear or a spur gear. In this way, the electric motor can be made smaller and cheaper than a brake booster without gear.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Bremskraftverstärker mit einem Steuergerät verbunden, das die Bestromung des Elektromotors des Bremskraftverstärkers anhand des über das Bremspedal aufgebrachten Bremsdrucks steuert. Auf diese Weise können der gewünschte Bremsdruck sowie die gewünschten Bremseigenschaften des Fahrzeugs entsprechend variabel angepasst werden.In a further embodiment of the invention, the brake booster is connected to a control unit which controls the energization of the electric motor of the brake booster based on the brake pressure applied via the brake pedal. In this way, the desired brake pressure and the desired braking characteristics of the vehicle can be variably adjusted accordingly.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to drawings. Showing:

1 eine schematische 3D-Darstellung eines Bremskraftverstärkers gemäß einer ersten Ausführungsform; 1 a schematic 3D representation of a brake booster according to a first embodiment;

2 eine schematische 3D-Darstellung eines Bremskraftverstärkers gemäß einer zweiten Ausführungsform; 2 a schematic 3D representation of a brake booster according to a second embodiment;

3 eine schematische Seitenansicht eines Bremskraftverstärkers gemäß einer dritten Ausführungsform, und 3 a schematic side view of a brake booster according to a third embodiment, and

4 eine schematische 3D-Darstellung eines Bremskraftverstärkers gemäß einer vierten Ausführungsform. 4 a schematic 3D representation of a brake booster according to a fourth embodiment.

1 zeigt eine schematische 3D-Darstellung eines Bremskraftverstärkers 100 gemäß einer ersten Ausführungsform. Der Bremskraftverstärker 100 weist dabei einen Elektromotor 16 und ein nicht dargestelltes Planetengetriebe auf. Der Elektromotor 16 ist dabei in einem Fahrzeug mittels Befestigungselementen 24 befestigt und wird mittels eines Anschlusses 17 mit dem Bordstromnetz und einem Steuergerät 50 verbunden. Die Kurvenscheibe 15 ist auf einer Abtriebswelle 32 des Getriebes angeordnet. Die Kurvenscheibe 15 weist eine Umfangsseite 18 auf, deren Umfangskontur entsprechend einem Drehmomentverlauf des Elektromotors 16 angepasst und spiralförmig ausgebildet ist. Der Umfangsseite 18 der Kurvenscheibe 15 ist eine Abrolleinrichtung 19 zugeordnet. Die Abrolleinrichtung 19 wird mittels eines Lagerbolzens 20 an einem ersten Ende eines Kipphebels 14 befestigt. Der Kipphebel 14 umfasst dabei in mittiger Lage eine Aufnahme 21, die einer Kippachse 22 zugeordnet ist. Am zur Abrolleinrichtung 19 gegenüber liegenden zweiten Ende des Kipphebels 14 ist der Kipphebel 14 mit einem Druckkolben 11 eines Hauptbremszylinders 10 verbunden. Der Hauptbremszylinder 10 umfasst des Weiteren eine Kolbenstange 12 und mehrere Leitungsanschlüsse 23. Die Kolbenstange 12 ist über einen Verbindungskopf 13 mit dem Bremspedal verbunden. Ferner sind die Kolbenstange 12 und der Druckkolben 11 mit einem im Gehäuse des Hauptbremszylinders angeordneten Kolben verbunden. 1 shows a schematic 3D representation of a brake booster 100 according to a first embodiment. The brake booster 100 has an electric motor 16 and an unillustrated planetary gear on. The electric motor 16 is in a vehicle by means of fasteners 24 attached and is connected by means of a connection 17 with the on-board power supply and a control unit 50 connected. The cam 15 is on an output shaft 32 arranged the transmission. The cam 15 has a peripheral side 18 on, the circumferential contour corresponding to a torque curve of the electric motor 16 adapted and spirally formed. The peripheral side 18 the cam 15 is a unwinding device 19 assigned. The unwinding device 19 is by means of a bearing pin 20 at a first end of a rocker arm 14 attached. The rocker arm 14 includes a recording in the central position 21 that is a tilt axis 22 assigned. On to the unwinding device 19 opposite the second end of the rocker arm 14 is the rocker arm 14 with a pressure piston 11 a master cylinder 10 connected. The master cylinder 10 further comprises a piston rod 12 and multiple line connections 23 , The piston rod 12 is via a connection head 13 connected to the brake pedal. Furthermore, the piston rod 12 and the plunger 11 connected to a piston arranged in the housing of the master cylinder.

Um den über ein Bremspedal erzeugten Bremsdruck im Hauptbremszylinder 10 zu verstärken, wird durch ein Steuergerät 50 der Elektromotor 16 bestromt. Der Elektromotor 16 treibt dabei als Übertragungsmittel ein Kurvenscheibengetriebe mit der Kurvenscheibe 15 an, auf deren Umfangsseite 18 bei einer Rotation der Kurvenscheibe 15 die Abrolleinrichtung 19 entlang der Umfangsseite 18 abrollt. Um ein sauberes Abrollen der Abrolleinrichtung 19 zu gewährleisten, ist die Abrolleinrichtung 19 mittels eines Wälzlagers auf dem Lagerbolzen 20 angeordnet. Die Abrolleinrichtung 19 tastet die Umfangskonturen der Kurvenscheibe 15 ab. Wird die Kurvenscheibe 15 durch den Elektromotor 16 gegen den Uhrzeigersinn verdreht, so wird der Kipphebel 14 nach außen gedrückt. Das zweite Ende des Kipphebels 14 drückt dabei den Druckkolben 11 in den Hauptbremszylinder 10. Das zweite Ende des Kipphebels 14 ist nicht mit dem Druckkolben 11 verbunden, sondern liegt an der axialen Endfläche des Druckkolbens 11 auf, um keine Kräfte quer zur Verschieberichtung des Druckkolbens 11 in den Druckkolben 11 einzubringen. Kräfte quer zur Verschieberichtung des Druckkolbens 11 würden aufgrund des engen Toleranzbereiches in der Fertigung des Druckkolbens und des Gehäuses des Hauptbremszylinders 10 zu einem Verkanten des Druckkolbens 11 im Hauptbremszylinder 10 führen.To the brake pressure generated in the master cylinder via a brake pedal 10 to amplify, is through a control unit 50 the electric motor 16 energized. The electric motor 16 drives as a transmission means a cam gear with the cam 15 on, on its peripheral side 18 during a rotation of the cam 15 the unwinding device 19 along the peripheral side 18 rolls. To ensure a smooth unwinding of the unwinding device 19 to ensure is the unwinding device 19 by means of a rolling bearing on the bearing pin 20 arranged. The unwinding device 19 scans the circumferential contours of the cam 15 from. Will the cam 15 through the electric motor 16 turned counterclockwise, so the rocker arm 14 pushed outward. The second end of the rocker arm 14 presses the pressure piston 11 in the master cylinder 10 , The second end of the rocker arm 14 is not with the plunger 11 but is located on the axial end surface of the pressure piston 11 on to no forces transverse to the direction of the pressure piston 11 in the pressure piston 11 contribute. Forces transverse to the direction of displacement of the pressure piston 11 would due to the narrow tolerance range in the production of the pressure piston and the housing of the master cylinder 10 to a tilting of the pressure piston 11 in the master cylinder 10 to lead.

Die Kolbenstange 12 ist dabei so ausgelegt, dass die über den Kolbenstangenkopf 13 eingebrachte Kraft aus dem Bremspedal auf den Druckkolben 11 übertragen wird. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Bremsen mittels des am Hauptbremszylinder angeschlossenen Bremskreises auch ohne die elektrische Unterstützung betätigbar sind.The piston rod 12 is designed so that the above the piston rod end 13 applied force from the brake pedal to the pressure piston 11 is transmitted. In this way, it is ensured that the brakes are actuated by means of the brake circuit connected to the master cylinder without the electric support.

2 zeigt eine schematische 3D-Darstellung eines Bremskraftverstärkers 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Im Folgenden werden gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen benannt. Der Bremskraftverstärker 200 weist dabei einen in 1 gezeigten Elektromotor 16 auf. Der Elektromotor 16 ist dabei mit einem Getriebe 47 als Übertragungsmittel verbunden, wobei zwei gegenüberliegende Kurvenscheiben 15, 49 mit jeweils einem Stirnrad 25, 48 verbunden sind. Das erste Stirnrad 25 mit der ersten Kurvenscheibe 15 des Kurvenscheibengetriebes ist dabei so angeordnet, dass das zweite Stirnrad 48 mit der zweiten Kurvenscheibe 49 gegenüberliegt, wobei die Kurvenscheiben 15, 49 zueinander einen Abstand aufweisen. Beiden Stirnräder 25, 48 ist wenigstens ein drittes Stirnrad 26, das auf der Antriebsachse 27 angeordnet ist, zugeordnet. Jeweils eine Umfangsseite 18 den Kurvenscheiben 15, 49 wird durch eine Abrolleinrichtung 19 abgetastet. Die Abrolleinrichtung 19 ist dabei direkt mit dem Druckkolben 11 verbunden. An einer nach außen gerichteten Stirnfläche des zweiten Stirnrades 48 ist eine Spiralfeder 44 angeordnet, die innenseitig mit dem Stirnrad 48 und am äußeren Ende mit dem nicht dargestellten Gehäuse verbunden ist. 2 shows a schematic 3D representation of a brake booster 200 according to a second embodiment. In the following, the same components are designated by the same reference numerals. The brake booster 200 has an in 1 shown electric motor 16 on. The electric motor 16 is with a gearbox 47 connected as a transmission means, with two opposite cams 15 . 49 each with a spur gear 25 . 48 are connected. The first spur gear 25 with the first cam 15 of the cam gear is arranged so that the second spur gear 48 with the second cam 49 opposite, with the cams 15 . 49 have a distance to each other. Both spur gears 25 . 48 is at least a third spur gear 26 that on the drive axle 27 is arranged assigned. In each case a peripheral side 18 the cams 15 . 49 is by a unwinding device 19 sampled. The unwinding device 19 is directly with the pressure piston 11 connected. At an outwardly directed end face of the second spur gear 48 is a spiral spring 44 arranged on the inside with the spur gear 48 and is connected at the outer end to the housing, not shown.

Um die Kurvenscheiben 15 zu verdrehen, treibt der Elektromotor 16 die Antriebsachse 27 mit den dritten Stirnrädern 27 an. Ein Verdrehen der beiden Stirnräder 15, 49 resultiert in einer Drehung der Kurvenscheiben 15. Die Verdrehung der beiden Kurvenscheiben 15 ist gekoppelt an die notwendige Verschiebung des Druckkolbens 11. Als Übertragungsmittel ist dabei das Kurvenscheibengetriebe mit einem Stirnradgetriebe gekoppelt. Die Kraftaufteilung kann hierbei über die Verzahnungsstufen des Stirnradgetriebes und des Kurvenscheibengetriebes eingestellt werden. Der Bremskraftverstärker 200 ist dabei ausgelegt, keine Kräfte quer zur Verschieberichtung des Druckkolbens 11 in den Druckkolben 11 einzubringen. Hierzu ist die Antriebswelle 27 orthogonal zur Abrollrichtung 19 und zur Verschieberichtung des Druckkolbens 11 des Bremskraftverstärkers angeordnet. Die Spiralfeder 44 dient als Rückstelleinrichtung, um nach einem Verdrehen der Kurvenscheiben 15, 49 diese wieder in die Ausgangsposition zu stellen. Hierfür ist die Spiralfeder 44 vorgespannt zwischen einem nicht dargestellten Gehäuse und dem ersten Stirnrad 25 eingebaut. Durch ein Verdrehen des ersten Stirnrads 25 wird die Spiralfeder 44 weiter verspannt. Wird das Bremssystem durch den Fahrer entspannt, so kann entweder das in 1 gezeigte Steuergerät 50 die Kurvenscheiben 15, 49 in die Ausgangsposition fahren oder die Kurvenscheiben 15, 49 werden durch den im Bremssystem verbliebenen hydraulischen Druck zurückgedrückt. Da der im Bremssystem verbleibende hydraulische Druck nicht ein komplettes Zurückdrücken der Kurvenscheiben 15, 49 gewährleistet, dreht die verspannte Spiralfeder 44 die Kurvenscheiben 15, 49 in die Ausgangsposition. Es genügt in der Ausführungsform, eine Spiralfeder 44 an einem der beiden Stirnräder 25, 48 anzuordnen. Es können jedoch auch mehrere Spiralfedern 44 eingesetzt werden. Die Rückstelleinrichtung kann aber an dem Elektromotor 16 angeordnet sein. Die Verwendung einer Rückstelleinrichtung hat den Vorteil, dass der Elektromotor 16 nur für eine Bestromung in eine Drehrichtung ausgelegt sein muss.Around the cams 15 to twist, drives the electric motor 16 the drive axle 27 with the third spur gears 27 at. A twisting of the two spur gears 15 . 49 results in a rotation of the cams 15 , The rotation of the two cam discs 15 is coupled to the necessary displacement of the pressure piston 11 , As a transmission means while the cam gear is coupled to a spur gear. The force distribution can be adjusted here via the gear stages of the spur gear and the cam gear. The brake booster 200 is designed, no forces transverse to the direction of displacement of the pressure piston 11 in the pressure piston 11 contribute. For this purpose, the drive shaft 27 orthogonal to the unwinding direction 19 and to the direction of displacement of the pressure piston 11 arranged the brake booster. The spiral spring 44 serves as a restoring device to after a rotation of the cams 15 . 49 to put these back in the starting position. This is the spiral spring 44 biased between a housing, not shown, and the first spur gear 25 built-in. By turning the first spur gear 25 becomes the spiral spring 44 further tense. If the brake system is relaxed by the driver, either the in 1 shown control unit 50 the cams 15 . 49 drive to the starting position or the cams 15 . 49 are pushed back by the hydraulic pressure remaining in the brake system. Since the hydraulic pressure remaining in the brake system does not completely push back the cams 15 . 49 ensured, turns the tensioned coil spring 44 the cams 15 . 49 to the starting position. It is sufficient in the embodiment, a coil spring 44 on one of the two spur gears 25 . 48 to arrange. However, it can also be several coil springs 44 be used. The reset device can but on the electric motor 16 be arranged. The use of a restoring device has the advantage that the electric motor 16 must be designed only for energization in one direction of rotation.

3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Bremskraftverstärkers 300 gemäß einer dritten Ausführungsform. Dabei weist der Bremskraftverstärker 300 eine Kurvenscheibe 29 des Kurvenscheibengetriebes mit einer elliptischen Umfangsseite 30 auf. Der Umfangsseite 30 ist die Abrolleinrichtung 19 zugeordnet, wobei die Abrolleinrichtung 19 über einen Fortsatz 28 mit der Hülse 11 direkt verbunden ist. Die Kurvenscheibe 29 wird durch den symbolisch dargestellten Antrieb 31 mit einem Schneckengetriebe verdreht, wobei durch die symmetrische Ausgestaltung der Kurvenscheibe 29 ein maximaler Verdrehbereich von 180° zur Verfügung steht. Dies hat zur Folge, dass innerhalb dieser 180° die maximale Verschiebestrecke zum Aufbau des Druckes im Hauptbremszylinder 10 zur Verfügung gestellt werden muss. Statt dem Schneckengetriebe kann der Elektromotor 16 auch direkt mit der Kurvenscheibe oder mittels eines ein- oder mehrstufigen Getriebes wie etwa einem Schraubrad-, Stirnrad-, oder Planeten- oder Gleitkeilgetriebe verbunden sein. Ebenso wie in 2 gezeigt, wird die Kraftaufteilung bzw. die Übersetzung mittels des Schneckengetriebes und der Kurvenscheibe 29 eingestellt. Die Kurvenscheibe 29 kann ebenso als doppelter Kurvenscheibensatz mit zwei Kurvenscheiben 15, 29, wie in 2 gezeigt, mit dem Antrieb 31 gekoppelt sein. 3 shows a schematic side view of a brake booster 300 according to a third embodiment. In this case, the brake booster 300 a cam 29 of the cam gear with an elliptical peripheral side 30 on. The peripheral side 30 is the unwinding device 19 assigned, wherein the unwinding device 19 over an extension 28 with the sleeve 11 directly connected. The cam 29 is represented by the symbolically represented drive 31 twisted with a worm gear, with the symmetrical design of the cam 29 a maximum turning range of 180 ° is available. This has the consequence that within this 180 °, the maximum displacement distance to build up the pressure in the master cylinder 10 must be made available. Instead of the worm gear, the electric motor 16 also be connected directly to the cam or by means of a single or multi-stage transmission such as a Schraubrad-, Stirnrad-, or planetary or Gleitkeilgetriebe. As well as in 2 shown, the force distribution or the translation by means of the worm gear and the cam 29 set. The cam 29 can also be used as a double cam set with two cams 15 . 29 , as in 2 shown with the drive 31 be coupled.

4 zeigt eine schematische 3D-Darstellung eines Bremskraftverstärkers 400 gemäß einer vierten Ausführungsform. Der Bremskraftverstärker 400 ist dabei mittels einer Triangel 39 mit dem Bremspedal 33 und dem Hauptbremszylinder 34 gekoppelt. Der Aufbau des Antriebs der Kurvenscheibe 15 des Kurvenscheibengetriebes entspricht dem in 1 gezeigten Aufbau. Die Triangel 39 ist am ersten Aufhängepunkt 37 mit dem Bremspedal 33 und dem Fahrzeug verbunden. Am zweiten Aufhängepunkt ist die Triangel 39 mit dem Druckkolben 43 des Hauptbremszylinders 34 verbunden. Am dritten Aufhängepunkt 36 ist die Abrolleinrichtung 19 angeordnet. Der Abrolleinrichtung 19 ist eine Sperreinrichtung 46 an der Kurvenscheibe 15 zugeordnet. Die Sperreinrichtung 46 umfasst ein Sperrelement 38 und ein Federelement 41. Die Sperreinrichtung 46 ist in einem Drehpunkt 42 drehbar gelagert. Ferner ist an der Triangel 39 eine Mitnahmeklinke 40 angeordnet. Die Verstärkung des Bremsdrucks erfolgt dabei, wenn die Kurvenscheibe 15 gegen den Uhrzeigersinn verdreht wird. Dabei drückt die Kurvenscheibe 15 die Abrolleinrichtung 19 im Uhrzeigersinn um den ersten Aufhängepunkt 37. Ferner wird der Druckkolben 43 in den Hauptbremszylinder 34 verschoben und verstärkt dadurch den Druck im Bremssystem. 4 shows a schematic 3D representation of a brake booster 400 according to a fourth embodiment. The brake booster 400 is by means of a triangle 39 with the brake pedal 33 and the master cylinder 34 coupled. The structure of the drive of the cam 15 of the cam gear corresponds to the in 1 shown construction. The triangle 39 is the first suspension 37 with the brake pedal 33 and connected to the vehicle. At the second suspension point is the triangle 39 with the pressure piston 43 of the master cylinder 34 connected. At the third suspension point 36 is the unwinding device 19 arranged. The unwinding device 19 is a barrier device 46 on the cam 15 assigned. The locking device 46 includes a blocking element 38 and a spring element 41 , The locking device 46 is in a pivot 42 rotatably mounted. Further, at the triangle 39 a take-along jack 40 arranged. The gain of the brake pressure takes place when the cam 15 is rotated counterclockwise. The cam presses 15 the unwinding device 19 clockwise around the first suspension point 37 , Further, the pressure piston 43 in the master cylinder 34 shifted and thereby amplifies the pressure in the brake system.

Die gezeigte Anordnung wird in Elektrofahrzeugen oder Fahrzeugen mit Hybridantrieb benötigt, um das Bremspedal 33 nach der Betätigung des Hauptbremszylinders 34 wieder in eine Ausgangsposition zu befördern. Wird das Bremspedal 33 durch den Fahrzeugführer betätigt, drückt das Bremspedal die Kolbenstange 12 in den Hauptbremszylinder 34. Ferner wird mittels eines nicht dargestellten Sensors die Verschiebung des Bremspedals 33 aufgezeichnet. Das Steuergerät 50 steuert den Elektromotor 16 so nach, dass die Kurvenscheibe 15 entsprechend der Verschiebung des Bremspedals 33 nachgeführt wird, sodass über den Druckkolben 43 der Bremsdruck erhöht wird. Um den maximalen Verschiebeweg des Druckkolbens 11 zu erreichen, wird die Kurvenscheibe 15 um etwa 300° Grad verdreht. Es sind jedoch auch andere Winkel denkbar.The arrangement shown is needed in electric vehicles or hybrid-powered vehicles to apply the brake pedal 33 after actuation of the master cylinder 34 to move back to a starting position. Will the brake pedal 33 operated by the driver, the brake pedal pushes the piston rod 12 in the master cylinder 34 , Further, by means of a sensor, not shown, the displacement of the brake pedal 33 recorded. The control unit 50 controls the electric motor 16 so after that the cam 15 according to the displacement of the brake pedal 33 is tracked so that the pressure piston 43 the brake pressure is increased. To the maximum displacement of the pressure piston 11 to reach, is the cam 15 twisted by about 300 degrees. However, other angles are conceivable.

Um das Bremspedal 33 aus einer niedergedrückten Position zurückzuholen, ist die Klinkeneinrichtung 40 ausgelegt, das Bremspedal 33 zu umgreifen. Die Abrolleinrichtung 19 und die Sperreinrichtung 46 dienen dazu, das Bremspedal 33 in die Ausgangsposition zu ziehen. Um in die dargestellte Ausgangsposition zu gelangen, kann die Kurvenscheibe 15 durch den Elektromotor 16 weiter aus einer eingestellten Position gegen den Uhrzeigersinn verdreht werden, sodass die Abrolleinrichtung 19 über die nach außen gerichtete Umfangsseite 18 nahe der Ausgangsposition abrollt. Die Außenkontur des Sperrelements 38 ist so ausgestaltet, dass die Abrolleinrichtung 19 auf der Umfangsseite 18 der Kurvenscheibe 15 abrollen kann und zurückgeführt wird. Nach dem Überrollen der Sperreinrichtung 46 dreht der Elektromotor 21 die Kurvenscheibe 15 im Uhrzeigersinn, wobei die Abrolleinrichtung 19 zwischen das Sperrelement 38 und der Umfangsseite 18 in die Ausgangsposition gefahren wird. Dabei umklammert die Sperreinrichtung 46 die Abrolleinrichtung 19 so, dass die Triangel 39 nach rechts gezogen wird. Dabei zieht die Mitnahmeklinke 40 das Bremspedal 33 ebenso in die Ausgangsposition zurück.To the brake pedal 33 to retrieve from a depressed position is the latch means 40 designed the brake pedal 33 to embrace. The unwinding device 19 and the locking device 46 serve to the brake pedal 33 to pull in the starting position. To get to the illustrated starting position, the cam can 15 through the electric motor 16 continue to be rotated from a set position counterclockwise, so that the unwinding 19 over the outwardly directed peripheral side 18 rolls off near the starting position. The outer contour of the barrier element 38 is designed so that the unwinding 19 on the peripheral side 18 the cam 15 can roll and is returned. After overrunning the locking device 46 the electric motor turns 21 the cam 15 in a clockwise direction, with the unwinding device 19 between the blocking element 38 and the peripheral side 18 is moved to the starting position. The locking device clasps 46 the unwinding device 19 so that the triangle 39 is pulled to the right. The takeaway latch pulls 40 the brake pedal 33 also back to the starting position.

Um das Bremspedal 33 zurück zu holen, ist es alternativ denkbar, den Elektromotor 16 nach Beendigung des Bremsvorgangs im Uhrzeigersinn in Richtung der Ausgangsposition zu fahren, bis die Sperreinrichtung die Abrolleinrichtung 19 umgreift. Danach wird die Kurvenscheibe 15 gegen den Uhrzeigersinn verdreht, um das Bremspedal 33 mittels der Triangel 39 und der Abrolleinrichtung 19 zurück in eine Ausgangsposition zu ziehen.To the brake pedal 33 Alternatively, it is conceivable to use the electric motor 16 after completion of the braking operation to drive in the direction of the starting position clockwise until the locking device, the unwinding 19 embraces. Then the cam is 15 turned counterclockwise to the brake pedal 33 by means of the triangle 39 and the unwinding device 19 to pull back to a starting position.

Statt der dargestellten Sperreinrichtung 46 ist ebenso denkbar, die Sperreinrichtung 16 in die Geometrie der Kurvenscheibe 15 zu integrieren, sodass ein Zurückholen des Bremspedals 33 ermöglicht wird. Hierzu ist die Umfangsseite 18 so ausgestaltet, dass in dem Bereich der Sperreinrichtung 46 die Abrolleinrichtung 19 durch die Umfangsseite 18 dadurch an der Kurvenscheibe festgelegt wird, indem die Fläche der Abrolleinrichtung 19 und der Umfangsseite 18 der Kurvenscheibe 15 gegeneinander blockieren und ein Abrollen der Abrolleinrichtung 19 verhindern, um ein Zurückziehen des Bremspedals 33 zu ermöglichen.Instead of the illustrated locking device 46 is also conceivable, the locking device 16 in the geometry of the cam 15 integrate, allowing a retrieval of the brake pedal 33 is possible. This is the peripheral side 18 designed so that in the area of the locking device 46 the unwinding device 19 through the peripheral side 18 characterized is fixed to the cam by the surface of the unwinding 19 and the peripheral side 18 the cam 15 block against each other and unrolling the unwinding device 19 prevent retraction of the brake pedal 33 to enable.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007016136 A1 [0004]

Claims

Brake booster ( 100 ; 200 ; 300 ; 400 ) with an electric motor ( 16 ) for a master cylinder ( 10 ), which by means of a transmission means ( 15 ; 49 ; 29 ;) with a pressure piston ( 11 ) of the master cylinder ( 10 ) and one by means of a brake pedal ( 33 ) on the pressure piston ( 11 ) transmitted brake pressure, characterized in that the transmission means ( 15 ; 49 ; 29 ) has a cam gear, which with the pressure piston ( 11 ) is in operative connection and a displacement of the pressure piston ( 11 ) in the master cylinder ( 10 ) causes.

Brake booster ( 100 ; 200 ; 300 ; 400 ) according to claim 1, characterized in that the cam disc transmission at least one cam ( 15 . 49 ; 29 ), wherein a peripheral side ( 18 ; 30 ) of the cam ( 15 . 29 ; 49 ) a unwinding device ( 19 ) associated with the pressure piston ( 11 ) is coupled and designed along the peripheral side of the cam ( 15 ) unroll.

Brake booster ( 300 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure piston ( 11 ) with the unwinding device ( 19 ) via an extension of the pressure piston ( 11 ) is directly connected.

Brake booster ( 200 ) according to claim 3, characterized in that a first cam ( 15 ) with a first spur gear ( 25 ) and a second cam ( 49 ) with a second spur gear ( 48 ), wherein the two spur gears ( 25 . 48 ) with at least one third spur gear ( 26 ) and the two cams ( 15 . 49 ) the unwinding device ( 19 ) actuate.

Brake booster ( 100 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure piston ( 11 ) with the unwinding device ( 19 ) by means of a rocker arm ( 14 ), wherein the rocker arm ( 14 ) a recording ( 21 ) for a tilt axis ( 22 ) having.

Brake booster ( 400 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the cam gear ( 15 . 49 ; 29 ) a triangle ( 39 ), wherein a first suspension point ( 37 ) the triangle ( 39 ) with the brake pedal ( 33 ), a second suspension point ( 35 ) the triangle ( 39 ) with the pressure piston ( 43 ) and at a third suspension point ( 36 ) the triangle ( 39 ) the unwinding device ( 19 ) assigned.

Brake booster ( 100 ; 200 ; 300 ; 400 ) according to one of claims 2 to 6, characterized in that the peripheral side ( 18 ; 30 ) of the cam ( 15 . 49 ; 29 ) is spiral-shaped or elliptical.

Brake booster ( 100 ; 200 ; 300 ; 400 ) according to one of claims 2 to 7, characterized in that the cam disc ( 15 ) a locking device ( 46 ) comprising a blocking element ( 38 ) and a spring element ( 41 ), wherein the blocking device ( 46 ), the brake pedal ( 33 ) in a starting position by the blocking element ( 38 ) the unwinding device ( 19 ) on the cam ( 15 ) takes along.

Brake booster ( 100 ; 200 ; 300 ; 400 ) according to one of claims 2 to 8, characterized in that a restoring device, in particular a spiral spring ( 44 ), with the cam ( 15 ) and a housing is coupled and designed to brace when amplifying the brake pressure relative to the housing and by means of the clamping the cam ( 15 . 49 ; 30 ) to a starting position.

Brake booster ( 100 ; 200 ; 300 ; 400 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the cam gear ( 15 . 49 ; 29 ) by means of a further transmission ( 47 ), in particular by means of a planetary gear, with the electric motor ( 16 ) is coupled.

Brake booster ( 100 ; 200 ; 300 ; 400 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the brake booster ( 100 ; 200 ; 300 ; 400 ) with a control device ( 50 ), which is adapted to the energization of the electric motor ( 16 ) of the brake booster ( 100 ; 200 ; 300 ; 400 ) by means of the brake pedal ( 33 ) to control the built-up brake pressure.