DE102014205858A1

DE102014205858A1 - Electromechanical brake booster

Info

Publication number: DE102014205858A1
Application number: DE102014205858.9A
Authority: DE
Inventors: Peter Marx; Ernst Wilske; Barbara Neef; Stefan Wilske
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2015-10-01

Abstract

Ein elektromechanischer Bremskraftverstärker umfasst ein entlang einer Translationsachse axial verlagerbares Druckelement (31) zur Anordnung in einem Kraftübertragungsweg zwischen einem Bremspedal und einem Hauptbremszylinder eines Kraftfahrzeugs, ein Getriebe (34), welches einen Elektromotor (33) mit dem Druckelement (31) koppelt, um eine Drehbewegung des Elektromotors (33) in eine Translationsbewegung des Druckelements (31) umzusetzen, und eine Rückstellfeder (62) zur Rückstellung des Druckelements (31) in eine Ruhestellung. Das Druckelement (31) weist einen Spindelabschnitt (35) auf. Das Getriebe (34) weist eine ortsfest drehbar gelagerte Mutter (35) zum Gewindeeingriff mit dem Spindelabschnitt (35) auf. Die Rückstellfeder (62) greift an der Mutter (35) an, um auf diese ein Drehmoment auszuüben. Es wird ein einfach aufgebauter und kompakter elektromechanischer Bremskraftverstärker geschaffen, der eine zuverlässige Pedalrückstellung gewährleistet.An electromechanical brake booster comprises a pressure element (31) axially displaceable along a translation axis for placement in a power transmission path between a brake pedal and a master cylinder of a motor vehicle, a transmission (34) coupling an electric motor (33) to the pressure element (31) To convert rotational movement of the electric motor (33) in a translational movement of the pressure element (31), and a return spring (62) for returning the pressure element (31) in a rest position. The pressure element (31) has a spindle section (35). The gearbox (34) has a stationary rotatably mounted nut (35) for threaded engagement with the spindle portion (35). The return spring (62) engages the nut (35) to apply torque thereto. It creates a simple and compact electromechanical brake booster, which ensures a reliable pedal return.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromechanischen Bremskraftverstärker, umfassend ein entlang einer Translationsachse axial verlagerbares Druckelement zur Anordnung in einem Kraftübertragungsweg zwischen einem Bremspedal und einem Hauptbremszylinder eines Kraftfahrzeugs, ein Getriebe, welches einen Elektromotor mit dem Druckelement koppelt, um eine Drehbewegung des Elektromotors in eine Translationsbewegung des Druckelements umzusetzen, und eine Rückstellfeder zur Rückstellung des Druckelements in eine Ruhestellung, wobei das Druckelement einen Spindelabschnitt und das Getriebe eine ortsfest drehbar gelagerte Mutter zum Gewindeeingriff mit dem Spindelabschnitt aufweist. The invention relates to an electromechanical brake booster, comprising a along a translation axis axially displaceable pressure element for arrangement in a power transmission path between a brake pedal and a master cylinder of a motor vehicle, a transmission which couples an electric motor with the pressure element to a rotational movement of the electric motor in a translational movement implement the pressure element, and a return spring for returning the pressure element in a rest position, wherein the pressure element has a spindle portion and the transmission has a stationary rotatably mounted nut for threaded engagement with the spindle portion.

Entsprechende elektromechanische Bremskraftverstärker sind beispielsweise aus DE 103 27 553 A1 und DE 10 2007 032 501 A1 bekannt. Bei diesen unterstützt ein zwischen dem Bremspedal und dem Hauptbremszylinder angeordneter Elektromotor den Fahrer bei der Bremsbetätigung, wobei die vom Fahrer am Bremspedal aufgebrachte Kraft und die vom Elektromotor beigesteuerte Unterstützungskraft additiv am Hauptbremszylinder angreifen. Mittels des Elektromotors kann sowohl eine positive als auch eine negative Unterstützungskraft bereitgestellt werden. Ein Pedalkraftsimulator ist hierbei nicht erforderlich, da das für den Fahrer wahrnehmbare Bremsgefühl durch die durch das Druckelement vermittelt wird. Corresponding electromechanical brake booster are made for example DE 103 27 553 A1 and DE 10 2007 032 501 A1 known. In these, an electric motor arranged between the brake pedal and the master cylinder assists the driver in the braking operation, wherein the force applied by the driver on the brake pedal and the assisting force contributed by the electric motor additively engage the master brake cylinder. By means of the electric motor, both a positive and a negative supporting force can be provided. A pedal force simulator is not required in this case, since the perceptible for the driver brake feel is mediated by the pressure element.

In einer Kraftfahrzeugbremsanlage mit elektromechanischem Bremskraftverstärker muss das Bremspedal nach einem Bremsvorgang mit Bremspedalbetätigung in seine Ruhestellung zurückgebracht und dort gehalten werden. Dies kann mit Hilfe des Drucks im Hauptbremszylinder erfolgen, über welchen das Druckelement und damit auch das Bremspedal in die jeweilige Ruhestellung zurückgedrängt wird. In a motor vehicle brake system with an electromechanical brake booster the brake pedal must be returned to its rest position after braking with brake pedal operation and held there. This can be done by means of the pressure in the master cylinder, via which the pressure element and thus also the brake pedal is pushed back into the respective rest position.

Um eine hinreichende Rückstellung in die Ruhestellung zu ermöglichen, wird gemäß DE 103 27 553 A1 das Getriebe zwischen dem Elektromotor und dem Druckelement selbsthemmungsfrei ausgeführt. Jedoch lässt sich ein gewisses Ausmaß an Restreibung im System kaum vermeiden. Zudem nimmt mit abnehmendem Pedalweg der Fluiddruck im Hauptbremszylinder ab. Dies hat zur Folge, dass das Bremspedal durch den Fluiddruck im Hauptbremszylinder nicht vollständig in seine Ruhestellung zurückgeführt werden kann. DE 103 27 553 A1 schlägt hierzu den Einsatz einer Rückstellfeder vor, wie sie beispielsweise auch von herkömmlichen Unterdruckbremskraftverstärkern bekannt ist. Solche Rückstellfedern werden als axial zum Druckelement angeordnete Zylinderschraubenfedern ausgebildet. In order to allow a sufficient return to the rest position, is in accordance with DE 103 27 553 A1 the gearbox between the electric motor and the pressure element executed self-locking. However, a certain amount of residual friction in the system can hardly be avoided. In addition, as the pedal travel decreases, the fluid pressure in the master cylinder decreases. This has the consequence that the brake pedal can not be completely returned to its rest position by the fluid pressure in the master cylinder. DE 103 27 553 A1 proposes the use of a return spring, as is known for example from conventional vacuum brake booster. Such return springs are formed as arranged axially to the pressure element cylinder coil springs.

Weitere elektromechanische Bremskraftverstärker sind aus DE 199 39 950 A1 und EP 2 465 741 A1 bekannt, wobei letztere eine Rückstellfeder in Form einer Spiralfeder offenbart, die an einem Schneckenrad des Getriebes angreift.Further electromechanical brake booster are off DE 199 39 950 A1 and EP 2 465 741 A1 known, the latter discloses a return spring in the form of a coil spring which engages a worm wheel of the transmission.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Alternativen zu den vorgenannten elektromechanischen Bremskraftverstärkern aufzuzeigen. The invention has for its object to provide alternatives to the aforementioned electromechanical brake boosters.

Insbesondere zielt die Erfindung darauf ab, einen einfach aufgebauten und kompakten elektromechanischen Bremskraftverstärker zu schaffen, der eine zuverlässige Pedalrückstellung gewährleistet. In particular, the invention aims to provide a simple and compact electromechanical brake booster that ensures reliable pedal return.

Diese Aufgabe wird durch einen elektromechanischen Bremskraftverstärker gemäß Patentanspruch 1 gelöst. This object is achieved by an electromechanical brake booster according to claim 1.

Die Erfindung schafft einen elektromechanischen Bremskraftverstärker, umfassend ein entlang einer Translationsachse axial verlagerbares Druckelement zur Anordnung in einem Kraftübertragungsweg zwischen einem Bremspedal und einem Hauptbremszylinder eines Kraftfahrzeugs, ein Getriebe, welches einen Elektromotor mit dem Druckelement koppelt, um eine Drehbewegung des Elektromotors in eine Translationsbewegung des Druckelements umzusetzen, und eine Rückstellfeder zur Rückstellung des Druckelements in eine Ruhestellung, wobei das Druckelement einen Spindelabschnitt und das Getriebe eine ortsfest drehbar gelagerte Mutter zum Gewindeeingriff mit dem Spindelabschnitt aufweist und die Rückstellfeder an der Mutter angreift, um auf diese ein Drehmoment auszuüben. The invention provides an electromechanical brake booster comprising a pressure element axially displaceable along a translation axis for placement in a force transmission path between a brake pedal and a master cylinder of a motor vehicle, a transmission coupling an electric motor to the pressure element, rotational movement of the electric motor into translational motion of the pressure element implement, and a return spring for returning the pressure element in a rest position, wherein the pressure element has a spindle portion and the transmission has a stationary rotatably mounted nut for threaded engagement with the spindle portion and the return spring engages the nut to exert on this torque.

Dies ermöglicht einen sehr kompakten Rückstellmechanismus mit vorteilhafter Krafteinleitung. Die Mutter kann schon bei geringstem Nachlassen des Stellmoments des Elektromotors zurückdrehen, da die Krafteinleitung ohne Umweg über das Druckelement erfolgen kann. This allows a very compact return mechanism with an advantageous introduction of force. The nut can turn back even at the slightest decrease in the actuating torque of the electric motor, since the force can be applied without detour via the pressure element.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand weiterer Patentansprüche. So kann beispielsweise die Rückstellfeder sich um das Druckelement herum erstreckend angeordnet werden, um eine besonders kompakte Bauweise zu erzielen. Advantageous embodiments are the subject of further claims. For example, the return spring can be arranged extending around the pressure element in order to achieve a particularly compact design.

Die Rückstellfeder kann insbesondere als radial gewickelte Spiralfeder ausgeführt werden, die sich besonders platzsparend unterbringen lässt, da ihre Axialerstreckung vergleichsweise gering ist. The return spring can be designed in particular as a radially wound coil spring, which can be accommodated in a particularly space-saving manner, since its axial extent is comparatively low.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Rückstellfeder zwei Enden auf, wovon das erste Ende an der Mutter und das zweite Ende an einem Gehäuse, durch welches das Druckelement hindurchgeführt ist, abstützt ist. Dies ermöglicht auf einfache Weise eine gute Lagefixierung der Rückstellfeder. According to a further advantageous embodiment of the invention, the return spring has two ends, of which the first end is supported on the nut and the second end on a housing through which the pressure element is passed, is supported. This allows a simple way a good positional fixation of the return spring.

Vorzugsweise erstreckt sich die Rückstellfeder um den Außenumfang der Mutter. Hierdurch werden Beeinträchtigungen des Bauraums um das Druckelement herum in einem Bereich außerhalb des Gewindeeingriffs mit der Mutter vermieden. So bleibt mehr Spielraum für die Unterbringung eines Kraftsensors. Zudem ergibt sich ein großer Hebelarm im Hinblick auf den Angriff an der Mutter. Preferably, the return spring extends around the outer circumference of the nut. As a result, impairments of the space around the pressure element around in a region outside the threaded engagement with the mother are avoided. This leaves more room for accommodating a force sensor. In addition, there is a large lever arm with regard to the attack on the mother.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Getriebe ein Abtriebsglied, das auf dem Außenumfang der Mutter angeordnet ist. Hierdurch lässt sich im Vergleich zu den in DE 199 39 950 A1 vorgeschlagenen Lösungen eine deutlich kompaktere Bauweise erzielen. Die abzustützenden Kräfte sind geringer. Das Abtriebsglied des Getriebes kann beispielsweise ein Zahnrad, Kegelrad, Schneckenrad oder Riemenrad sein. According to a further advantageous embodiment of the invention, the transmission comprises an output member which is arranged on the outer circumference of the nut. This can be compared to the in DE 199 39 950 A1 proposed solutions achieve a much more compact design. The forces to be supported are lower. The output member of the transmission may be, for example, a gear, bevel gear, worm wheel or pulley.

Vorzugsweise ist die Rückstellfeder neben dem auf dem Außenumfang der Mutter angeordneten Abtriebsglied positioniert. Preferably, the return spring is positioned adjacent to the driven member disposed on the outer circumference of the nut.

Weiterhin kann die Mutter über ein einziges Lager an dem Gehäuse, durch welches das Druckelement verläuft, abgestützt sein, wodurch die Bauweise leichter und kompakter wird. Furthermore, the nut can be supported via a single bearing on the housing through which the pressure element extends, whereby the construction is lighter and more compact.

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch einen elektromechanischen Bremskraftverstärker gemäß Patentanspruch 8 gelöst. The above object is further achieved by an electromechanical brake booster according to claim 8.

Dieser elektromechanische Bremskraftverstärker umfasst ein entlang einer Translationsachse axial verlagerbares Druckelement zur Anordnung in einem Kraftübertragungsweg zwischen einem Bremspedal und einem Hauptbremszylinder eines Kraftfahrzeugs, und ein Getriebe, welches einen Elektromotor mit dem Druckelement koppelt, um eine Drehbewegung des Elektromotors in eine Translationsbewegung des Druckelements umzusetzen, wobei das Druckelement einen Spindelabschnitt aufweist und das Getriebe eine ortsfest drehbar gelagerte Mutter zum Gewindeeingriff mit dem Spindelabschnitt aufweist sowie ferner eine Kegelradstufe, wobei ein Kegelrad auf dem Außenumfang der Mutter angeordnet ist. This electromechanical brake booster comprises a pressure element axially displaceable along a translation axis for placement in a power transmission path between a brake pedal and a master cylinder of a motor vehicle, and a transmission coupling an electric motor to the pressure element to translate rotational motion of the electric motor into translational motion of the pressure element the pressure element has a spindle portion and the gear has a stationary rotatably mounted nut for threaded engagement with the spindle portion and further comprises a bevel gear, wherein a bevel gear is arranged on the outer circumference of the nut.

Dies gestattet eine sehr kompakte Bauweise und ermöglicht bei einfachem Aufbau eine gute Kraftübertragung bei geringer Reibung. Zudem lassen sich relativ große Übersetzungsverhältnisse im Bereich von 2:1 bis 4:1 verwirklichen, so dass verhältnismäßig kleine Motoren mit höheren Drehzahlen zum Einsatz kommen können. This allows a very compact design and allows for a simple structure good power transmission with low friction. In addition, relatively large gear ratios in the range of 2: 1 to 4: 1 can be realized, so that relatively small engines can be used at higher speeds.

Ein solcher Bremskraftverstärker stellt aus den folgenden Gründen eine interessante Alternative zu den eingangs genannten elektromechanischen Bremskraftverstärkern dar. Such a brake booster is an interesting alternative to the aforementioned electromechanical brake booster for the following reasons.

Zum Druckelement konzentrische Elektromotoren wie beispielsweise in DE 103 27 553 A1 sind deutlich aufwändiger, da sie ein hohes Drehmoment bereitstellen müssen, dementsprechend voluminös sind und viel Magnetmaterial benötigen. For pressure element concentric electric motors such as in DE 103 27 553 A1 are much more complex, since they have to provide high torque, are therefore bulky and require a lot of magnetic material.

Herkömmliche Schneckentriebe sind zwar im Hinblick auf die Motorabmessungen günstig, da große Übersetzungsverhältnisse erzielt werden können. Jedoch sind die kraftübertragenden Flächen im Getriebe verhältnismäßig klein und daher nur gering belastbar. Zudem ist die Reibung im Getriebe verhältnismäßig hoch, so dass hohe Rückstellkräfte benötigt werden, um das Druckelement und das Bremspedal sicher in die Ruhestellung zurückzuführen. Although conventional worm drives are favorable in terms of motor dimensions, since large transmission ratios can be achieved. However, the force-transmitting surfaces in the transmission are relatively small and therefore only slightly resilient. In addition, the friction in the transmission is relatively high, so that high restoring forces are required to return the pressure element and the brake pedal safely in the rest position.

Zahnstangenantriebe wie in EP 2 465 741 A1 müssen wiederum auf hohe Zahnstangenkräfte ausgelegt werden, da die Vorschubkraft im ungünstigsten Fall über einen einzigen Zahn abgestützt werden muss. Wie man in EP 2 465 741 A1 gut erkennen kann, fällt das Druckelement entsprechend massiv aus. Rack drives as in EP 2 465 741 A1 must again be designed for high rack forces, since the feed force in the worst case must be supported by a single tooth. How to get in EP 2 465 741 A1 can recognize well, the pressure element correspondingly massive.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die Mutter, die beispielsweise als Trapezgewindemutter oder Kugelgewindemutter ausgeführt werden kann, über ein einziges Lager an dem Gehäuse, durch welches das Druckelement verläuft, abgestützt sein, wodurch sich eine besonders leichte und kompakte Bauweise ergibt. According to an advantageous embodiment, the nut, which can be embodied, for example, as a trapezoidal nut or ball screw nut, is supported by a single bearing on the housing through which the pressure element extends, resulting in a particularly lightweight and compact construction.

Ein solcher Bremskraftverstärker kann ferner mit einer Rückstellfeder ausgestattet werden. Die Rückstellfeder kann wie oben beschrieben ausgeführt werden. Es ist jedoch auch möglich, eine axial auf das Druckelement wirkende Rückstellfeder, beispielsweise in Form einer Zylinderschraubenfeder, einzusetzen. Such a brake booster can also be equipped with a return spring. The return spring can be carried out as described above. However, it is also possible to use an axially acting on the pressure element return spring, for example in the form of a cylindrical coil spring.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in: The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing. The drawing shows in:

1 eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines elektromechanischen Bremskraftverstärkers nach der Erfindung in einer Kraftfahrzeugbremsanlage, 1 1 is a schematic view of a first embodiment of an electromechanical brake booster according to the invention in a motor vehicle brake system,

2 eine weitere Ansicht des elektromechanischen Bremskraftverstärker gemäß 1 in Einbaulage, 2 another view of the electromechanical brake booster according to 1 in installation position,

3 einen Längsschnitt durch den elektromechanischen Bremskraftverstärker gemäß 1, 3 a longitudinal section through the electromechanical brake booster according to 1 .

4 eine schematische Ansicht einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels mit Riementrieb, 4 a schematic view of a modification of the first embodiment with belt drive,

5 einen elektromechanischen Bremskraftverstärker nach einem zweiten Ausführungsbeispiele im Längsschnitt, und in 5 an electromechanical brake booster according to a second embodiments in longitudinal section, and in

6 eine Detailansicht der Rückstellfeder. 6 a detailed view of the return spring.

Das erste Ausführungsbeispiel zeigt in 1 eine Fahrzeugbremsanlage für ein Personenkraftfahrzeug. Diese umfasst ein Bremspedal 10, einen Hauptbremszylinder 20 und einen elektromechanischen Bremskraftverstärker 30, der im Kraftübertragungsweg zwischen dem Bremspedal 10 und dem Hauptbremszylinder 20 angeordnet ist. Weiterhin umfasst die Fahrzeugbremsanlage eine ESP-Hydraulikeinheit 40 sowie Radbremsen 50 für die einzelnen Fahrzeugräder. Die ESP-Hydraulikeinheit 40 schließt an den Hauptbremszylinder 20 an. Über diese wird der Bremsdruck an den einzelnen Radbremsen 50 eingestellt. The first embodiment shows in 1 a vehicle brake system for a passenger vehicle. This includes a brake pedal 10 , a master cylinder 20 and an electromechanical brake booster 30 in the power transmission path between the brake pedal 10 and the master cylinder 20 is arranged. Furthermore, the vehicle brake system includes an ESP hydraulic unit 40 as well as wheel brakes 50 for the individual vehicle wheels. The ESP hydraulic unit 40 closes to the master cylinder 20 at. This is the brake pressure at the individual wheel brakes 50 set.

Zwischen dem Bremspedal 10 und einem Primärkolben des Hauptbremszylinders 20 ist eine mechanische Verbindung in Form eines Gestänges oder dergleichen vorgesehen. Eine mechanische Entkoppelung, wie sie von Systemen mit Pedalsimulator oder von Brake-by-wire-Systemen bekannt ist, ist vorliegend hingegen nicht vorgesehen. Eine vom Fahrer am Bremspedal 10 aufgebrachte Betätigungskraft F wird somit über die mechanische Verbindung am Hauptbremszylinder 20 zur Wirkung gebracht, um Bremsdruck zu erzeugen. Über die mechanische Verbindung wird zudem die Unterstützungskraft des elektromechanischen Bremskraftverstärkers 30 eingebracht. Between the brake pedal 10 and a primary piston of the master cylinder 20 a mechanical connection in the form of a linkage or the like is provided. A mechanical decoupling, as known from systems with pedal simulator or brake-by-wire systems, is not provided in this case, however. One from the driver on the brake pedal 10 Applied operating force F is thus on the mechanical connection to the master cylinder 20 brought to action to generate brake pressure. The mechanical connection also provides the support of the electromechanical brake booster 30 brought in.

Die mechanische Verbindung umfasst ein entlang einer Translationsachse A axial verlagerbares Druckelement 31, das über ein Koppelgestänge 11 mit dem Bremspedal 10 verbunden ist. In Richtung des Hauptbremszylinders 20 stützt sich das Druckelement 31 an einem Kopplungselement 32 ab, das seinerseits mit dem Primärkolben des Hauptbremszylinders 20 in Eingriff steht. Gegebenenfalls kann das Druckelement 31 auch unmittelbar mit dem Primärkolben 21 in Eingriff stehen. Das Druckelement 31 befindet sich somit im Kraftübertragungsweg zwischen dem Bremspedal 10 und dem Hauptbremszylinder 20 der Kraftfahrzeugbremsanlage. The mechanical connection comprises a pressure element which can be displaced axially along a translation axis A. 31 that has a coupling linkage 11 with the brake pedal 10 connected is. In the direction of the master cylinder 20 the pressure element is supported 31 on a coupling element 32 which, in turn, with the primary piston of the master cylinder 20 engaged. Optionally, the pressure element 31 also directly with the primary piston 21 engage. The pressure element 31 is thus located in the power transmission path between the brake pedal 10 and the master cylinder 20 the motor vehicle brake system.

Der elektromechanische Bremskraftverstärker 30 weist weiterhin einen Elektromotor 33 sowie ein Getriebe 34 auf, das den Elektromotor 33 mit dem Druckelement 31 koppelt, um eine Drehbewegung des Elektromotors 33 in eine Translationsbewegung des Druckelements 31 umzusetzen. Dazu weist das Druckelement 31 einen Spindelabschnitt 35 auf. Ferner weist das Getriebe 34 eine ortsfest drehbar gelagerte Mutter 36 auf, die mit dem Spindelabschnitt 35 in Gewindeeingriff steht. The electromechanical brake booster 30 also has an electric motor 33 as well as a transmission 34 on that the electric motor 33 with the pressure element 31 couples to a rotary motion of the electric motor 33 in a translational movement of the pressure element 31 implement. For this purpose, the pressure element 31 a spindle section 35 on. Furthermore, the gearbox has 34 a stationary rotatably mounted nut 36 on that with the spindle section 35 in threaded engagement.

Durch den Elektromotor 33 kann eine Unterstützungskraft bereitgestellt werden, die zusätzlich zu einer vom Fahrer am Bremspedal 10 aufgebrachten Kraft am Hauptbremszylinder 20 zur Wirkung gebracht wird. Es ist auch möglich, über den Elektromotor 33 Bremsvorgänge ohne Bremspedalbetätigung durch den Fahrer zu veranlassen. Ferner kann über den Elektromotor 33 eine negative Unterstützungskraft bereitgestellt werden, beispielsweise um in einem Rekuperationsbetrieb die Betätigungskraft des Fahrers zu mindern oder das Bremspedal 10 zurückzustellen. By the electric motor 33 An assisting force may be provided in addition to a brake pedal applied by the driver 10 applied force on the master cylinder 20 is brought to action. It is also possible via the electric motor 33 To initiate braking without driver brake pedal operation. Furthermore, via the electric motor 33 a negative supporting force can be provided, for example, to reduce the operating force of the driver in a recuperation or the brake pedal 10 reset.

Die Mutter 36 kann als Kugelgewindemutter ausgeführt werden, welche über Kugeln mit dem Spindelabschnitt 35 kämmt. Es ist jedoch auch ein unmittelbarer Gewindeeingriff möglich, wozu die Mutter 36 und der Spindelabschnitt 35 vorzugsweise jeweils mit einem Trapezgewinde ausgeführt werden. The mother 36 can be designed as a ball screw nut, which via balls with the spindle section 35 combs. However, it is also an immediate threaded engagement possible, including the mother 36 and the spindle section 35 preferably each be performed with a trapezoidal thread.

Das Getriebe 34 des ersten Ausführungsbeispiels umfasst eine Kegelradstufe, wobei ein abtriebseitiges Kegelrad 37 auf dem Außenumfang der Mutter 36 angeordnet ist, während ein antriebsseitiges Kegelrad 38 mit dem Elektromotor 33 gekoppelt ist. Dabei besteht die Möglichkeit, gerad-, schräg- oder hypoidverzahnte Kegelräder zu verwenden, die zudem achszentrisch oder achsversetzt ausgeführt werden können. The gear 34 of the first embodiment comprises a bevel gear, wherein a driven side bevel gear 37 on the outer circumference of the nut 36 is arranged while a drive-side bevel gear 38 with the electric motor 33 is coupled. It is possible to use straight, oblique or hypoid-toothed bevel gears, which can also be executed achszentrisch or off-axis.

Die Kegelradstufe kann zwischen Abtriebs- und Antriebsseite ein Übersetzungsverhältnis im Bereich von 2:1 bis 4:1 aufweisen, so dass ein verhältnismäßig kleiner Elektromotor 33 zum Einsatz kommen kann. The bevel gear stage can have a transmission ratio in the range of 2: 1 to 4: 1 between the output side and the drive side, so that a relatively small electric motor 33 can be used.

Das antriebsseitige Kegelrad 38 kann an einer Motorabtriebwelle 39 vorgesehen, vorzugsweise an dieser befestigt oder an dieser ausgebildet sein. Die Drehachse B der Motorabtriebswelle 39 verläuft dabei bevorzugt quer zur Translationsachse A des Druckelements 31 und quer zur Drehachse der zur Translationsachse A koaxialen Mutter 36. Der Elektromotor 33 kann somit seitlich neben einem Gehäuse 60 des Bremskraftverstärkers 30 angeordnet werden. The drive side bevel gear 38 can be on a motor output shaft 39 provided, preferably attached to this or be formed on this. The rotation axis B of the engine output shaft 39 runs preferably transversely to the translation axis A of the printing element 31 and transverse to the axis of rotation of the axis of translation A coaxial nut 36 , The electric motor 33 can thus be laterally next to a housing 60 of the brake booster 30 to be ordered.

Aufgrund der Anordnung des abtriebseitigen Kegelrads 37 auf dem Außenumfang der Mutter 36 kann die Mutter 36 mittels eines einziges Lager 61 an dem Gehäuse 60 abgestützt werden, wodurch sich eine besonders leichte und kompakte Bauweise ergibt. Die Kegelrad-Getriebestufe zeichnet sich zudem durch ein hohes Kraftübertragungspotential auf kleinem Raum sowie durch geringe Reibung aus. Dies begünstigt eine Pedalrückstellung allein durch den Druck im Hauptbremszylinder 20 sowie einen tendenziell reduzierten Drehmomentbedarf auf der Motorseite. Due to the arrangement of the output side bevel gear 37 on the outer circumference of the nut 36 can the mother 36 by means of a single bearing 61 on the housing 60 be supported, resulting in a particularly lightweight and compact design. The bevel gear stage is also characterized by a high power transmission potential in a small space and low friction. This favors a pedal reset solely by the Pressure in the master cylinder 20 as well as a tendency for a reduced torque requirement on the engine side.

Anstelle einer Kegelradstufe kann das Getriebe 34 auch mit einem Riementrieb ausgeführt werden, wobei die Drehachse B der Motorabtriebswelle 39 des Elektromotors 33 dann achsparallel zur Drehachse der Mutter 36 angeordnet wird. In diesem Fall sitzt ein abtriebsseitiges Riemenrad 37' auf dem Außenumfang der Mutter 34, während das antriebsseitige Riemenrad 38' mit der Motorabtriebswelle gekoppelt ist. Beide Riemenräder 37' und 38' sind durch einen Riemen 65, beispielsweise einen Flachriemen oder Zahnriemen, antriebsmäßig miteinander verbunden. Instead of a bevel gear stage, the transmission 34 be carried out with a belt drive, wherein the axis of rotation B of the engine output shaft 39 of the electric motor 33 then axially parallel to the axis of rotation of the nut 36 is arranged. In this case, a driven pulley sits 37 ' on the outer circumference of the nut 34 , while the drive-side pulley 38 ' is coupled to the engine output shaft. Both pulleys 37 ' and 38 ' are through a belt 65 , For example, a flat belt or toothed belt, drivingly connected to each other.

Ein Bremskraftverstärker der vorstehend erläuterten Art kann ferner mit einer Rückstellfeder ausgestattet werden. Ein Beispiel für eine solche Rückstellfeder wird nachfolgend im Rahmen eines weiteren Ausführungsbeispiels erläutert. Es ist auch möglich, eine axial auf das Druckelement 31 wirkende Rückstellfeder zu verwenden, die beispielsweise in Form einer Zylinderschraubenfeder ausgeführt werden kann. Ferner ist ein Rückstellmechanismus einsetzbar, wie er in der von der Anmelderin am 12.02.2014 eingereichten deutschen Patentanmeldung mit dem Titel "Elektromechanischer Bremskraftverstärker" beschrieben wird. A brake booster of the type described above can also be equipped with a return spring. An example of such a return spring is explained below in the context of a further embodiment. It is also possible to apply an axial to the pressure element 31 to use acting return spring, which can be performed for example in the form of a cylindrical helical spring. Furthermore, a return mechanism can be used, as described in the filed by the Applicant on 12.02.2014 German patent application entitled "Electromechanical brake booster" is described.

Das in den 5 und 6 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel zeigt einen elektromechanischen Bremskraftverstärker 30 der vorstehend erläuterten Art, wobei das Getriebe 34 eine einstufige Kegelradstufe aufweist. Gleiche Bauteile sind entsprechend mit gleichen Bezugszeichen versehen. That in the 5 and 6 illustrated second embodiment shows an electromechanical brake booster 30 the type described above, wherein the transmission 34 has a single-stage bevel gear. The same components are correspondingly provided with the same reference numerals.

Wie 5 entnommen werden kann ist im Unterschied zu dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzlich eine Rückstellfeder 62 vorgesehen, welche dazu dient, nach einer Bremsbetätigung eine Rückführung des Druckelements 31 in seine Ruhestellung zu unterstützen. Diese Ruhestellung entspricht gleichzeitig der Ruhestellung des unbetätigten Bremspedals 10. Die Rückstellfeder 62 bewirkt somit eine Kraftbeaufschlagung des Druckelements 31 in Richtung Bremspedal 10 sowie von dem Hauptbremszylinder 20 weg. As 5 can be taken in contrast to the in 3 illustrated embodiment, in addition a return spring 62 provided, which serves, after a brake operation, a return of the pressure element 31 to assist in his rest position. This rest position also corresponds to the rest position of the unoperated brake pedal 10 , The return spring 62 thus causes a force application of the pressure element 31 in the direction of the brake pedal 10 as well as the master cylinder 20 path.

Die Rückstellfeder 62 greift an der Mutter 36 angreift, um auf diese ein Drehmoment auszuüben. The return spring 62 attacks the mother 36 engages to apply torque to them.

Die Mutter 36 ist ortfest in dem Gehäuse 60 drehbar gelagert. Wie 5 zeigt, dient ein einziges Lager 61 der Abstützung am Gehäuse 60, durch welches das Druckelement 31 hindurchgeführt ist. In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann die Lagerung im Gehäuse 60 jedoch auch über zwei separate Lager erfolgen, welche eine axiale Lagefestlegung der Mutter 36 im Gehäuse 60 bewirken. Da auch das Druckelement 31, mit welchem die Mutter 36 in Gewindeeingriff steht, gegen ein Verdrehen relativ zum Gehäuse 60 gesichert ist, wird bei einer Drehung der Mutter 36 das Druckelement 31 entlang der Achse A translatorisch verlagert. Ein von der Rückstellfeder 62 an der Mutter 36 erzeugtes Drehmoment bewirkt somit eine Kraftbeaufschlagung des Druckelements 31 in Axialrichtung, d.h. entlang der Translationsachse A in Richtung Ruhestellung. The mother 36 is stationary in the housing 60 rotatably mounted. As 5 shows, serves a single camp 61 the support on the housing 60 through which the pressure element 31 passed through. In a modification of the illustrated embodiment, the storage in the housing 60 However, also take place via two separate bearings, which an axial position fixing of the mother 36 in the case 60 cause. As well as the pressure element 31 with which the mother 36 in threaded engagement, against rotation relative to the housing 60 is secured, with a rotation of the nut 36 the pressure element 31 shifted translationally along the axis A. One from the return spring 62 at the mother 36 generated torque thus causes a force application of the pressure element 31 in the axial direction, ie along the translation axis A in the direction of rest.

Die Rückstellfeder 62 erstreckt sich vorzugsweise um das Druckelement 31 herum, so dass der Bauraum entlang des Druckelements 31 weitestgehend unbeeinträchtigt bleibt. The return spring 62 preferably extends around the pressure element 31 around, allowing the installation space along the pressure element 31 remains largely undisturbed.

Insbesondere kann die Rückstellfeder 62 um den Außenumfang der Mutter 36 herum angeordnet werden. In particular, the return spring 62 around the outer circumference of the nut 36 be arranged around.

Bevorzugt weist die Rückstellfeder 62 zwei Enden 63 und 64 auf. Von diesen ist das erste Ende 63 an der Mutter 36 abgestützt während das zweite Ende 64 an dem Gehäuse 60 abgestützt ist. Preferably, the return spring 62 two ends 63 and 64 on. Of these is the first end 63 at the mother 36 supported during the second end 64 on the housing 60 is supported.

Die Rückstellfeder 62 kann eine radial gewickelte Spiralfeder sein, wie dies in 6 dargestellt ist. Diese ist tellerartig flach und benötigt daher in Axialrichtung wenig Platz. Sie stützt sich mit ihrem radial innenliegenden ersten Ende 63 and der Mutter 36, vorzugsweise deren Außenumfang ab. Das radial außenliegende zweite Ende 64 ist hingegen am Gehäuse 60 oder einer gehäusefesten Komponente fixiert. The return spring 62 may be a radially wound coil spring as shown in FIG 6 is shown. This is plate-like flat and therefore requires little space in the axial direction. It supports with its radially inner first end 63 and the mother 36 , preferably their outer circumference. The radially outer second end 64 on the other hand is on the housing 60 or fixed to a housing-fixed component.

Anstelle einer Spiralfeder können jedoch auch andere Federtypen als Rückstellfeder 62 zum Einsatz kommen, welche an der Mutter 36 angreifen und auf diese ein Drehmoment in Rückstellrichtung ausüben. Auch der Einsatz mehrerer separater Federn ist hierzu möglich. Instead of a coil spring, however, other types of springs can be used as a return spring 62 to be used, which at the mother 36 attack and exert on this torque in the return direction. The use of several separate springs is this possible.

Die Rückstellfeder 62 ist bevorzug neben dem auf dem Außenumfang der Mutter 36 angeordneten abtriebsseitigen Kegelrad 37 positioniert, wodurch eine kompakte Bauweise erzielt wird. Sie kann zudem auf der dem Kegelrad 37 gegenüberliegenden Seite durch eine Wand 66 abgedeckt sein. Die Wand 66 kann beispielsweise als Abdeckblech ausgeführt werden. The return spring 62 is Favor next to that on the outer circumference of the mother 36 arranged output side bevel gear 37 positioned, whereby a compact design is achieved. It also works on the bevel gear 37 opposite side by a wall 66 be covered. The wall 66 can be performed for example as a cover plate.

In Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels kann anstelle der Kegelradstufe 37/38 jedoch auch ein anderes Getriebe zum Einsatz kommen. In a modification of the second embodiment, instead of the bevel gear 37 / 38 However, another gear to be used.

Insbesondere kann das Getriebe statt der Kegelradstufe einen Riementrieb gemäß 4 aufweisen, wobei die Rückstellfeder 62 neben dem auf dem Außenumfang der Mutter 36 angeordneten Abtriebsglied positioniert ist. In particular, the transmission instead of the bevel gear stage according to a belt drive 4 have, wherein the return spring 62 next to the on the outer circumference of the mother 36 arranged driven member is positioned.

Weiterhin kann als Abtriebsglied ein Schneckenrad vorgesehen werden, das mit einer motorgetriebene Schnecke in Eingriff steht. Furthermore, as a driven member, a worm wheel can be provided which engages with a motor-driven worm.

Ferner sind auch Stirnradgetriebestufen möglich. Furthermore, spur gear stages are possible.

Zudem können im Fall mehrstufiger Getriebe zwischen dem Elektromotor 33 und der Mutter 36 Getriebestufen der vorstehend genannten Art miteinander kombiniert werden. In addition, in the case of multi-stage transmission between the electric motor 33 and the mother 36 Gear stages of the aforementioned type are combined.

Die vorstehend erläuterten elektrischen Bremskraftverstärker ohne Pedalkraftsimulator zeichnen sich durch einen besonders einfachen und kompakten Aufbau aus. Sie ermöglichen eine zuverlässige Pedalrückstellung. The above-described electric brake booster without pedal force simulator are characterized by a particularly simple and compact design. They allow a reliable pedal reset.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen sowie weiterer Abwandlungen näher erläutert. Sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Insbesondere können beschriebene Merkmale auch dann untereinander kombiniert werden, wenn dies nicht ausdrücklich ausgeführt ist, solange dies technisch möglich ist. The invention has been explained in more detail above with reference to exemplary embodiments and further modifications. However, it is not limited thereto, but includes all the embodiments defined by the claims. In particular, features described can also be combined with one another, if this is not explicitly stated, as long as this is technically possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Bremspedal brake pedal
11 11: Koppelgestänge coupling linkage
20 20: Hauptbremszylinder Master Cylinder
30 30: elektromechanischer Bremskraftverstärker electromechanical brake booster
31 31: Druckelement pressure element
32 32: Kopplungselement coupling element
33 33: Elektromotor electric motor
34 34: Getriebe transmission
35 35: Mutter mother
36 36: Spindelabschnitt spindle section
37 37: abtriebsseitiges Kegelrad output side bevel gear
37' 37 ': abtriebsseitiges Riemenrad output side pulley
38 38: antriebsseitiges Kegelrad Drive-side bevel gear
38' 38 ': antriebsseitiges Riemenrad drive-side pulley
39 39: Motorabtriebswelle Engine output shaft
40 40: ESP-Hydraulikeinheit ESP hydraulic unit
50 50: Radbremse wheel brake
60 60: Gehäuse casing
61 61: Lager camp
62 62: Rückstellfeder Return spring
63 63: erstes Ende first end
64 64: zweites Ende second end
65 65: Riemen belt
66 66: Wand wall
A A: Translationsachse translation axis
B B: Drehachse des Motors Rotary axis of the engine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10327553 A1 [0002, 0004, 0004, 0022]
DE 102007032501 A1 [0002]
DE 19939950 A1 [0005, 0015]
EP 2465741 A1 [0005, 0024, 0024]

Claims

Electromechanical brake booster comprising: a pressure element axially displaceable along a translation axis ( 31 ) for arrangement in a power transmission path between a brake pedal and a master cylinder of a motor vehicle, a transmission ( 34 ), which is an electric motor ( 33 ) with the pressure element ( 31 ) coupled to a rotational movement of the electric motor ( 33 ) in a translational movement of the pressure element ( 31 ), and a return spring ( 62 ) for resetting the printing element ( 31 ) in a rest position, wherein the pressure element ( 31 ) a spindle section ( 35 ) and the transmission ( 34 ) a fixed rotatably mounted nut ( 35 ) for thread engagement with the spindle portion ( 35 ), characterized in that the return spring ( 62 ) at the mother ( 35 ) engages to exert on this a torque.

Electromechanical brake booster according to claim 1, characterized in that the return spring ( 62 ) around the pressure element ( 31 ) extends around.

Electromechanical brake booster according to claim 1 or 2, characterized in that the return spring ( 62 ) is a radially wound coil spring.

Electromechanical brake booster according to one of claims 1 to 3, characterized in that the return spring ( 62 ) two ends ( 63 . 64 ), of which the first end ( 63 ) at the mother ( 35 ) and the second end ( 64 ) on a housing ( 60 ), through which the pressure element ( 31 ) runs, is supported.

Electromechanical brake booster according to one of claims 1 to 4, characterized in that the return spring ( 62 ) around the outer circumference of the nut ( 35 ).

Electromechanical brake booster according to one of claims 1 to 5, characterized in that the transmission ( 34 ) has a driven member which on the outer circumference of the nut ( 35 ) is arranged to enable these in rotation, and is driven by a drive member which in turn with the electric motor ( 33 ) is coupled.

Electromechanical brake booster according to one of claims 1 to 6, characterized in that the return spring ( 62 ) next to the outer circumference of the nut ( 35 ) arranged drive member is positioned.

Electromechanical brake booster according to one of claims 1 to 7, characterized in that the nut ( 35 ) about a single warehouse ( 61 ) on the housing ( 60 ), through which the pressure element ( 31 ) runs, is supported.

Electromechanical brake booster comprising: a pressure element axially displaceable along a translation axis ( 31 ) for arrangement in a power transmission path between a brake pedal and a master cylinder of a motor vehicle, and a transmission ( 34 ), which is an electric motor ( 33 ) with the pressure element ( 31 ) coupled to a rotational movement of the electric motor ( 33 ) in a translational movement of the pressure element ( 31 ), wherein the pressure element ( 31 ) a spindle section ( 35 ) and the transmission ( 34 ) a fixed rotatably mounted nut ( 35 ) for thread engagement with the spindle portion ( 35 ), characterized in that the transmission ( 34 ) a bevel gear stage ( 37 . 38 ), wherein a bevel gear ( 37 ) on the outer circumference of the nut ( 35 ) is arranged.

Electromechanical brake booster according to claim 9, characterized in that the nut ( 35 ) about a single warehouse ( 61 ) on a housing ( 60 ) is supported by which the pressure element ( 31 ) runs.