DE102019205893A1

DE102019205893A1 - Electromechanical brake pressure generator with a screw drive arrangement and vehicle comprising an electromechanical brake pressure generator

Info

Publication number: DE102019205893A1
Application number: DE102019205893.0A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Martin Reichert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-04-25
Filing date: 2019-04-25
Publication date: 2020-10-29
Also published as: WO2020216489A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Bremsdruckerzeuger (14) für ein hydraulisches Bremssystem (10) eines Fahrzeugs. Der elektromechanische Bremsdruckerzeuger umfasst zumindest eine Gewindetriebanordnung (42) zum Umwandeln einer antriebsseitigen Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung zur Bremsdruckerzeugung. Die Gewindetriebanordnung (42) umfasst dabei eine Spindel (50), welche über einen Elektromotor (34) als Antrieb drehbar ist, und eine Spindelmutter (58), welche ein Spindelmuttergewinde (74) aufweist, das mit einem Gewinde (78) der Spindel (50) zusammenwirkt, so dass die Spindelmutter (58) mit Drehung der Spindel (50) axial verschiebbar ist, wobei die Spindelmutter (58) eine Verdrehsicherung (62) aufweist, über welche die Spindelmutter (58) bei Drehung der Spindel (50) gegen Verdrehung gesichert ist. Die Spindelmutter (58) ist aus zwei axialen Teilstücken (58a, 58b) gebildet, wobei ein erstes Teilstück (58a) die Verdrehsicherung (62) und ein zweites Teilstück (58b) das Spindelmuttergewinde (74) aufweist, wobei beide Teilstücke (58a, 58b) in einem Kontaktbereich (86) derart kraftschlüssig miteinander zusammenwirken, dass ein einem Drehmoment der Spindel (50) entgegenwirkendes Gegendrehmoment auf das zweite Teilstück (58b) übertragbar ist und ab einem vorbestimmten Drehmoment der Spindel (50) beide Teilstücke (58a, 58b) relativ zueinander drehbar sind.The invention relates to an electromechanical brake pressure generator (14) for a hydraulic brake system (10) of a vehicle. The electromechanical brake pressure generator comprises at least one screw drive arrangement (42) for converting a rotational movement on the drive side into a translational movement for generating brake pressure. The screw drive arrangement (42) comprises a spindle (50) which can be rotated via an electric motor (34) as a drive, and a spindle nut (58) which has a spindle nut thread (74) which is connected to a thread (78) of the spindle ( 50) cooperates so that the spindle nut (58) is axially displaceable when the spindle (50) rotates, the spindle nut (58) having an anti-rotation lock (62) via which the spindle nut (58) counteracts when the spindle (50) rotates Rotation is secured. The spindle nut (58) is formed from two axial sections (58a, 58b), a first section (58a) having the anti-twist device (62) and a second section (58b) having the spindle nut thread (74), both sections (58a, 58b) ) cooperate in a non-positive manner in a contact area (86) in such a way that a counter-torque counteracting a torque of the spindle (50) can be transmitted to the second section (58b) and, from a predetermined torque of the spindle (50), both sections (58a, 58b) relative are rotatable to each other.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektromechanischen Bremsdruckerzeuger für ein hydraulisches Bremssystem eines Fahrzeuges nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Fahrzeug umfassend einen elektromechanischen Bremsdruckerzeuger nach den Merkmalen des Anspruchs 9.
Ein elektromechanischer Bremsdruckerzeuger kann dabei ebenso als Bremskraftverstärker eingesetzt werden, bei welchem eine eingegebene Bremskraft verstärkt wird. Der elektromechanische Bremsdruckerzeuger bzw. Bremskraftverstärker umfasst insbesondere eine Gewindetriebanordnung zum Umwandeln einer antriebseitigen Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung zur Bremsdruckerzeugung bzw. Bremskraftverstärkung. Der einfachheitshalber wird sich im Folgenden lediglich auf einen Bremsdruckerzeuger bezogen.The present invention relates to an electromechanical brake pressure generator for a hydraulic brake system of a vehicle according to the features of the preamble of claim 1 and a vehicle comprising an electromechanical brake pressure generator according to the features of claim 9.
An electromechanical brake pressure generator can also be used as a brake booster, in which an input brake force is amplified. The electromechanical brake pressure generator or brake booster comprises, in particular, a screw drive arrangement for converting a drive-side rotational movement into a translational movement for generating brake pressure or brake booster. For the sake of simplicity, the following will only refer to a brake pressure generator.

Zum Bremsen von Personenkraftfahrzeugen reicht die Fußkraft des Fahrers zumeist nicht aus, so dass diese üblicherweise mit einem Bremskraftverstärker ausgestattet werden. Bremskraftverstärker arbeiten in der Regel vielfach mit einem vom Verbrennungsmotor erzeugten Unterdruck. Dabei wird die Druckdifferenz zwischen dem Motordruck und dem Umgebungsdruck genutzt, um zusätzlich zur Fußkraft des Fahrers eine Verstärkungskraft auf die Kolbenstange der Kolben-/Zylindereinheit aufzubringen.The driver's foot force is usually insufficient to brake passenger vehicles, so that these are usually equipped with a brake booster. As a rule, brake boosters often work with a negative pressure generated by the internal combustion engine. The pressure difference between the engine pressure and the ambient pressure is used to apply a boosting force to the piston rod of the piston / cylinder unit in addition to the driver's foot force.

Für zukünftige Antriebskonzepte von Kraftfahrzeugen werden alternative Bremsdruckaufbaugeräte benötigt, da Unterdruck nicht mehr zur Verfügung steht, um einen konventionellen Vakuumbremskraftverstärker zu betreiben. Alternative brake pressure build-up devices are required for future drive concepts for motor vehicles, since negative pressure is no longer available to operate a conventional vacuum brake booster.

Hierfür wurden die hier interessierenden elektromechanischen Bremsdruckerzeuger entwickelt.The electromechanical brake pressure generators of interest here were developed for this purpose.

Hierbei wird, die Betätigungskraft an der Kolben-/Zylindereinheit mittels eines Elektromotors erzeugt. Derartige elektromechanische Bremsdruckerzeuger können nicht nur zur Bereitstellung einer Hilfskraft, sondern in Brake-by-wire-Systemen auch zur alleinigen Bereitstellung der Betätigungskraft eingesetzt werden. Daher sind elektromechanische Bremsdruckerzeuger insbesondere im Hinblick auf das autonome Fahren von Vorteil.Here, the actuating force on the piston / cylinder unit is generated by means of an electric motor. Electromechanical brake pressure generators of this type can be used not only to provide an auxiliary force, but also in brake-by-wire systems to provide the actuating force alone. Electromechanical brake pressure generators are therefore particularly advantageous with regard to autonomous driving.

Stand der TechnikState of the art

Aus der WO 2017/045804 A1 ist ein herkömmlicher elektromechanischer Bremskraftverstärker bekannt, der in 1 dargestellt ist. Im Unterschied dazu ist die Erfindung auch auf einen elektromechanischen Bremsdruckerzeuger gerichtet, welcher unabhängig von einer Betätigung des Bremspedales eine Bremskraft aufbringen kann. Der vorbekannte Bremskraftverstärker 1 umfasst eine Spindelmutter 2 und einen (nicht skizzierten) elektrischen Motor, mit dessen Betrieb die Spindelmutter 2 über ein Stirnrad 3 in eine Rotation versetzbar ist. Die Spindelmutter 2 liegt mit einer Spindel 4 in einem Wirkeingriff vor, weshalb die Spindel 4 mittels der in die Rotation versetzten Spindelmutter 2 in eine Translationsbewegung entlang ihrer Spindelachse 5 versetzbar ist. Damit sich die Spindel 4 aufgrund der Rotation der Spindelmutter 2 nicht mit dreht, weist der Bremskraftverstärker 1 eine Lageranordnung 6 auf, mit welcher die Spindel 4 fest verbunden ist.From the WO 2017/045804 A1 a conventional electromechanical brake booster is known, which in 1 is shown. In contrast to this, the invention is also directed to an electromechanical brake pressure generator which can apply a braking force independently of an actuation of the brake pedal. The previously known brake booster 1 includes a spindle nut 2 and an electric motor (not shown) that operates the spindle nut 2 via a spur gear 3 can be set in a rotation. The spindle nut 2 lies with a spindle 4th in an operative engagement, which is why the spindle 4th by means of the spindle nut set in rotation 2 into a translational movement along its spindle axis 5 is relocatable. So that the spindle 4th due to the rotation of the spindle nut 2 does not turn with the brake booster 1 a bearing arrangement 6 on with which the spindle 4th is firmly connected.

Die Lageranordnung 6 umfasst einen Bügel 6a, an dessen Rändern zwei Gleitlager 6b angeordnet sind. Die Gleitlager 6b laufen an Zugankern 7, welche im Wesentlichen parallel zu der Spindelachse 5 verlaufen. Über diese Lageranordnung 6 ist die Spindel 4 in axialer Richtung beweglich und wird gegen ein Verdrehen gesichert.The bearing arrangement 6 includes a bracket 6a , at the edges two plain bearings 6b are arranged. The plain bearings 6b run on tie rods 7th which is essentially parallel to the spindle axis 5 run away. About this bearing arrangement 6 is the spindle 4th Movable in the axial direction and secured against rotation.

Aus der WO 2017/089008A1 ist eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem elektromechanischen Bremsdruckerzeuger bekannt, welcher als Fremdkrafterzeuger eine Bremskraft erzeugt, bei der der mit Muskelkraft betätigbare Bremszylinder lediglich als Sollwertgeber für den elektromechanischen Bremsdruckerzeuger dient. Der elektromechanische Bremsdruckerzeuger kann damit auch unabhängig von dem mit Muskelkraft betätigbare Bremszylinder angesteuert werden, so dass auch in einem autonomen Fahrzustand eine Bremsung möglich ist.From the WO 2017 / 089008A1 a hydraulic vehicle brake system with an electromechanical brake pressure generator is known which, as an external force generator, generates a braking force in which the brake cylinder, which can be actuated with muscle power, only serves as a setpoint generator for the electromechanical brake pressure generator. The electromechanical brake pressure generator can thus also be activated independently of the brake cylinder which can be actuated with muscle power, so that braking is also possible in an autonomous driving state.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen elektromechanischen Bremsdruckerzeuger mit einer Gewindetriebanordnung anzugeben, bei welchem die Lebensdauer verlängert ist.It is the object of the present invention to specify an electromechanical brake pressure generator with a screw drive arrangement in which the service life is extended.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Aufgabe wird durch einen elektromechanischen Bremsdruckerzeuger mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Die jeweils rückbezogenen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.The object is achieved by an electromechanical brake pressure generator with the features according to claim 1. The dependent claims that refer back in each case reproduce advantageous developments of the invention.

Die Erfindung gibt einen elektromechanischen Bremsdruckerzeuger für ein hydraulisches Bremssystem eines Fahrzeugs an. Der elektromechanische Bremsdruckerzeuger umfasst zumindest eine Gewindetriebanordnung zum Umwandeln einer antriebsseitigen Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung zur Bremsdruckerzeugung. Die Gewindetriebanordnung umfasst dabei eine Spindel, welche über einen Elektromotor als Antrieb drehbar ist, und eine Spindelmutter, welche ein Spindelmuttergewinde aufweist, das mit einem Gewinde der Spindel zusammenwirkt, so dass die Spindelmutter mit Drehung der Spindel axial verschiebbar ist, wobei die Spindelmutter eine Verdrehsicherung aufweist, über welche die Spindelmutter bei Drehung der Spindel gegen Verdrehung gesichert ist.The invention specifies an electromechanical brake pressure generator for a hydraulic brake system of a vehicle. The electromechanical brake pressure generator comprises at least one screw drive arrangement for converting a drive-side rotational movement into a translational movement for generating brake pressure. The screw drive arrangement comprises a spindle which can be rotated via an electric motor as a drive, and a spindle nut which has a spindle nut thread which cooperates with a thread of the spindle so that the spindle nut is axially displaceable when the spindle rotates, with the spindle nut has an anti-rotation device by means of which the spindle nut is secured against rotation when the spindle is rotated.

Als Gewindetriebanordnung wird sowohl ein reiner Spindeltrieb, bei welchem die Spindelmutter in direktem Kontakt mit der Spindel ist, als auch ein Kugelgewindetrieb, verstanden. Ein Kugelgewindetrieb ist ein Schraubgetriebe mit zwischen Spindel und Spindelmutter eingefügten Kugeln. Beide Teile haben je eine schraubenförmige Rille, die gemeinsam eine mit Kugeln gefüllte schraubenförmige Röhre bilden. Die formschlüssige Verbindung im Gewinde quer zur Schraubenlinie findet nicht wie beim reinen Spindeltrieb zwischen Gewinde-Nut und -Damm, sondern über die Kugeln statt.A screw drive arrangement is understood to mean both a pure spindle drive, in which the spindle nut is in direct contact with the spindle, and a ball screw drive. A ball screw drive is a screw drive with balls inserted between the spindle and the spindle nut. Both parts each have a helical groove which together form a helical tube filled with balls. The positive connection in the thread across the helical line does not take place between the thread groove and dam, as is the case with the pure spindle drive, but via the balls.

Die Spindelmutter ist gemäß der Erfindung aus zwei axialen Teilstücken gebildet, wobei ein erstes Teilstück die Verdrehsicherung und ein zweites Teilstück das Spindelmuttergewinde aufweist, wobei beide Teilstücke in einem Kontaktbereich derart kraftschlüssig miteinander zusammenwirken, dass ein einem Drehmoment der Spindel entgegenwirkendes Gegendrehmoment auf das zweite Teilstück übertragbar ist und ab einem vorbestimmten Drehmoment der Spindel beide Teilstücke relativ zueinander drehbar sind.According to the invention, the spindle nut is formed from two axial sections, a first section having the anti-rotation device and a second section having the spindle nut thread, both sections working together in a force-locking manner in a contact area such that a counter-torque counteracting a torque of the spindle can be transmitted to the second section is and from a predetermined torque of the spindle both parts are rotatable relative to each other.

Die Spindelmutter ist demnach aus zwei einzelnen Spindelmutterteilen gebildet. Diese Teilstücke formen dabei einen getrennten axialen Bereich der Spindelmutter aus. Das erste Teilstück der Spindelmutter bildet dabei die Verdrehsicherung der Spindelmutter aus, wohingegen das zweite Teilstück das Spindelmuttergewinde ausbildet. Dementsprechend weist das erste Teilstück kein Gewinde auf, wohingegen das zweite Teilstück keine eigene Verdrehsicherung aufweist. Die Funktionen der Spindelmutter sind somit durch zwei unabhängige Teilstücke ausgebildet, die lediglich über einen Kontaktbereich miteinander zusammenwirken.The spindle nut is therefore formed from two individual spindle nut parts. These sections form a separate axial area of the spindle nut. The first part of the spindle nut forms the anti-rotation lock of the spindle nut, whereas the second part forms the spindle nut thread. Accordingly, the first section has no thread, whereas the second section does not have its own anti-twist device. The functions of the spindle nut are thus formed by two independent sections which only interact with one another via a contact area.

Als Kontaktbereich im Sinne der Erfindung wird der Bereich verstanden, bei welchem sich die beiden Teilstücke berühren. Nur in diesem Bereich kann eine Kraft zwischen den Teilstücken übertragen werden. Um eine Kraft bzw. ein Drehmoment zwischen den beiden Teilstücken übertragen zu können sind diese kraftschlüssig miteinander verbunden. Eine kraftschlüssige Verbindung setzt eine Normalkraft auf die miteinander zu verbindenden Flächen voraus. Ihre gegenseitige Verschiebung ist verhindert, solange die durch die Haftreibung bewirkte Gegenkraft nicht überschritten wird. Der Kraft- beziehungsweise Reibschluss ist verloren und die Flächen rutschen aufeinander, wenn die tangential wirkende Kraft größer als die Haftreibungskraft ist.The contact area in the sense of the invention is understood to be the area in which the two sections touch. A force can only be transmitted between the sections in this area. In order to be able to transmit a force or a torque between the two sections, these are non-positively connected to one another. A force-fit connection requires a normal force on the surfaces to be connected. Their mutual displacement is prevented as long as the counterforce caused by the static friction is not exceeded. The force or frictional connection is lost and the surfaces slide on each other if the tangential force is greater than the static friction force.

Durch eine solche Verschiebung drehen sich die beiden Teilstücke relativ zueinander. Das Drehmoment, ab welchem sich die Teilstücke relativ zueinander drehen ist dabei durch entsprechende Auslegung vorbestimmt, so dass ein das Bauteil potentiell gefährdendes Drehmoment reduziert beziehungsweise eliminiert werden kann. Solche Drehmomente können kurzzeitig in Form von Überlastspitzen auftreten. In der Regel sollen solche Drehmomente jedoch nicht vorkommen. Durch die zweiteilige Spindelmutter können diese Überlastspitzen jedoch reduziert oder eliminiert werden. Dadurch wird die Lebensdauer der gesamten Gewindetriebanordnung erhöht. Zusätzlich können dadurch auch kostengünstigere Materialien eingesetzt werden, da die Überlastspitzen wesentlich reduziert sind.Such a displacement causes the two sections to rotate relative to one another. The torque from which the sections rotate relative to one another is predetermined by a corresponding design, so that a torque that could potentially endanger the component can be reduced or eliminated. Such torques can occur briefly in the form of overload peaks. As a rule, however, such torques should not occur. With the two-part spindle nut, however, these overload peaks can be reduced or eliminated. This increases the service life of the entire screw drive arrangement. In addition, more cost-effective materials can be used because the overload peaks are significantly reduced.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das vorbestimmte Drehmoment der Spindel über die Beschaffenheit des Kontaktbereiches einstellbar. Unter der Beschaffenheit wird jede Eigenschaft des Kontaktbereiches verstanden, welche das vorbestimmte Drehmoment beeinflusst, ab welchem sich beide Teilstücke relativ zueinander verdrehen. Beispielsweise wird unter der Beschaffenheit die Formgebung oder die Rauigkeit der Teilstücke in dem Kontaktbereich verstanden. Diese können dabei derart angepasst werden, um ein vorbestimmtes Drehmoment zu erzielen.In a preferred embodiment of the invention, the predetermined torque of the spindle can be adjusted via the nature of the contact area. The condition is understood to mean any property of the contact area that influences the predetermined torque from which both sections rotate relative to one another. For example, the condition is understood to mean the shape or the roughness of the sections in the contact area. These can be adapted in such a way as to achieve a predetermined torque.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Kontaktbereich in wenigstens einer Drehrichtung der Spindel eine steigende Flanke auf, so dass beide Teilstücke mit relativer Verdrehung zusätzlich axial zueinander verschiebbar sind. Unter einer steigenden Flanke im Sinne der Erfindung wird eine Kontur im Kontaktbereich der Teilstücke verstanden, bei welcher sich mit zunehmenden Bogenwinkel der Kontaktbereich in axialer Richtung in einer reellen Größe verändert. Dadurch werden die Teilstücke zusätzlich axial zueinander verschoben beziehungsweise die gesamte axiale Länge der Spindelmutter wird verändert. Die Größe der Steigung der steigenden Flanke ist dabei derart gewählt, dass keine formschlüssige Verbindung zwischen den Teilstücken entsteht.In a further preferred embodiment of the invention, the contact area has a rising flank in at least one direction of rotation of the spindle, so that both sections can additionally be axially displaced with respect to one another with relative rotation. A rising flank in the sense of the invention is understood to mean a contour in the contact area of the partial pieces, in which the contact area changes in a real size with increasing arc angle in the axial direction. As a result, the sections are additionally shifted axially to one another or the entire axial length of the spindle nut is changed. The size of the slope of the rising flank is selected in such a way that there is no positive connection between the sections.

Bevorzugt ist die steigende Flanke wenigstens derart gewählt, dass diese in einer Belastungsrichtung der Spindelmutter dem Drehmoment der Spindel entgegenwirkt. Dadurch können die steigenden Flanken bei einer Überlastung aneinander abrutschen. Durch eine Erhöhung der Steigung wird die Tangentialkraft entlang der Kontur verringert, so dass ein höheres Gegendrehmoment erzeugt werden kann. Zusätzlich ermöglicht die steigende Flanke bei einem Unterschreiten des vorbestimmten Drehmomentes ein zurückdrehen der beiden Teilstücke, so dass die Überlastspitzen dauerhaft kompensiert werden können.The rising flank is preferably selected at least in such a way that it counteracts the torque of the spindle in a loading direction of the spindle nut. As a result, the rising edges can slip off one another in the event of an overload. By increasing the slope, the tangential force along the contour is reduced so that a higher counter torque can be generated. In addition, the rising edge enables the two sections to be turned back if the torque falls below the predetermined value, so that the overload peaks can be permanently compensated.

Vorzugsweise ist das vorbestimmte Drehmoment der Spindel über eine auf den Kontaktbereich wirkende Normalkraft einstellbar. Durch die Größe der Normalkraft die auf die Teilstücke wirkt, kann das vorbestimmte Drehmoment, bei welchen die Teilstücke relativ zueinander drehbar sind, eingestellt werden. Dazu ist in einer vorteilhaften Weiterbildung die Normalkraft über wenigstens eine auf das erste Teilstück wirkende Tellerfeder aufgebracht. Eine Tellerfeder hat den Vorteil, dass diese wenig axialen Bauraum benötigt, so dass der Bauraum nicht wesentlich vergrößert werden muss. Bevorzugt sind mehrere Tellerfeder angeordnet, die gegeneinander verspannt sind und in Form eines Tellerfederpakets ausgebildet sind.The predetermined torque of the spindle is preferably adjustable via a normal force acting on the contact area. The predetermined torque at which the sections can be rotated relative to one another can be set by the magnitude of the normal force acting on the sections. For this purpose, in an advantageous development, the normal force is applied via at least one disk spring acting on the first section. A disc spring has the advantage that it requires little axial installation space, so that the installation space does not have to be significantly increased. A plurality of disk springs are preferably arranged, which are braced against one another and are designed in the form of a disk spring assembly.

Die Tellerfeder ist vorteilhafterweise zwischen dem ersten Teilstück und einer mit dem zweiten Teilstück drehfest verbundenen topfförmigen Spannhülse angeordnet. Durch die Spannhülse wird das erste Teilstück somit gegen das zweite Teilstück verspannt. Dadurch kann somit auf einfache Weise eine Normalkraft auf den Kontaktbereich aufgebracht werden.The plate spring is advantageously arranged between the first part and a cup-shaped clamping sleeve connected in a rotationally fixed manner to the second part. The first section is thus clamped against the second section by the clamping sleeve. As a result, a normal force can thus be applied to the contact area in a simple manner.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung bildet die Spannhülse einen Anschlagbereich für die Verdrehsicherung aus, so dass die maximale Verdrehung der beiden Teilstücke zueinander begrenzt ist. Unter einem Anschlagbereich im Sinne der Erfindung wird dabei ein Bereich der Spannhülse verstanden, gegen welchen die Verdrehsicherung bei einer maximalen Verdrehung anschlägt, so dass eine weitere Verdrehung des zweiten Teilstückes verhindert wird. Dadurch wird eine weitere Verdrehung des zweiten Teilstückes über die Spannhülse vermieden. Die maximale Verdrehung des zweiten Teilstückes kann dadurch auf einfache Weise begrenzt werden.In a further advantageous embodiment, the clamping sleeve forms a stop area for the anti-rotation device, so that the maximum rotation of the two sections with respect to one another is limited. In the context of the invention, a stop area is understood to mean an area of the clamping sleeve against which the anti-rotation device strikes in the event of a maximum rotation, so that further rotation of the second part is prevented. This avoids any further rotation of the second part via the clamping sleeve. The maximum rotation of the second part can be limited in a simple manner.

Der Anschlagbereich ist vorzugsweise in Form eines rechteckigen Ausschnittes in der Spannhülse gebildet, der sich über einen bestimmten Winkelbereich der Spannhülse erstreckt. Durch diesen rechteckigen Ausschnitt tritt die Verdrehsicherung des ersten Teilstückes.The stop area is preferably formed in the form of a rectangular cutout in the clamping sleeve, which extends over a certain angular range of the clamping sleeve. The anti-twist protection of the first section occurs through this rectangular cutout.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung ist das erste Teilstück und/oder das zweite Teilstück aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet. Kunststoffe haben den Vorteil, dass diese kostengünstig sind und gegenüber beispielsweise Metall ein geringes Gewicht aufweisen. Dadurch kann eine Gewindetriebanordnung bereitgestellt werden, welche ein geringeres Gewicht aufweist und die wirtschaftlicher herstellbar ist.According to an expedient embodiment, the first section and / or the second section is formed from a plastic material. Plastics have the advantage that they are inexpensive and have a low weight compared to metal, for example. As a result, a screw drive arrangement can be provided which has a lower weight and which can be produced more economically.

Die Erfindung gibt darüber hinaus ein Fahrzeug mit einem elektromechanischen Bremsdruckerzeuger für ein hydraulisches Bremssystem an. Mit einem solchen Fahrzeug können die zu dem elektromechanischen Bremsdruckerzeuger genannten Vorteile erzielt werden. In einer bevorzugten Ausführung kann dieses Fahrzeug ein automatisiertes oder vollständig autonomes Fahrzeug sein.The invention also provides a vehicle with an electromechanical brake pressure generator for a hydraulic brake system. With such a vehicle, the advantages mentioned for the electromechanical brake pressure generator can be achieved. In a preferred embodiment, this vehicle can be an automated or completely autonomous vehicle.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 Darstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten elektromechanischen Bremskraftverstärkers,
2 Vereinfachte schematische Darstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten hydraulischen Bremssystems für ein Fahrzeug mit einem elektromechanischen Bremsdruckerzeuger,
3 Längsschnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Gewindetriebanordnung für einen erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremsdruckerzeuger, und
4 Perspektivische Rückansicht des in 3 gezeigten Ausführungsbeispiels.

Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the description below. It shows:

1 Representation of an electromechanical brake booster known from the prior art,
2 Simplified schematic representation of a hydraulic brake system known from the prior art for a vehicle with an electromechanical brake pressure generator,
3 Longitudinal sectional view of an embodiment of a screw drive arrangement for an electromechanical brake pressure generator according to the invention, and
4th Perspective rear view of the in 3 embodiment shown.

In 2 ist eine vereinfachte schematische Darstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten hydraulischen Bremssystems 10 für ein Fahrzeug mit einem elektromechanischen Bremsdruckerzeuger 14 gezeigt. Das hydraulische Bremssystem 10 umfasst den elektromechanischen Bremsdruckerzeuger 14 und eine Kolben-/Zylindereinheit 18. Die Kolben-/Zylindereinheit 18 und der elektromechanische Bremsdruckerzeuger 14 sind beide hydraulisch mit einer Bremshydraulik 22 verbunden, welche hier nur als Kasten dargestellt ist.In 2 Fig. 3 is a simplified schematic representation of a prior art hydraulic braking system 10 for a vehicle with an electromechanical brake pressure generator 14th shown. The hydraulic braking system 10 includes the electromechanical brake pressure generator 14th and a piston / cylinder unit 18th . The piston / cylinder unit 18th and the electromechanical brake pressure generator 14th are both hydraulic with brake hydraulics 22nd connected, which is shown here only as a box.

Die Bremshydraulik 22 wird durch verschiedene Ventile und weiterer Komponenten zum Ausbilden eines beispielsweise elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) gebildet. Um das Fahrzeug abbremsen zu können, ist die Bremshydraulik 22 zusätzlich mit wenigstens einer Radbremseinrichtung 26 verbunden, so dass durch eine entsprechende Schaltung von Ventilen eine Bremskraft an der Radbremseinrichtung 26 aufbringbar ist.The brake hydraulics 22nd is formed by various valves and other components to form an electronic stability program (ESP), for example. The brake hydraulics are used to brake the vehicle 22nd additionally with at least one wheel brake device 26th connected, so that a braking force on the wheel brake device by a corresponding switching of valves 26th is applicable.

Die Kolben-/Zylindereinheit 18 wird mit Muskelkraft über ein Bremspedal 30 betätigt. Im Gegensatz dazu wird die Bremskraft des elektromechanischen Bremsdruckerzeugers 14 über einen Elektromotor 34 erzeugt. Dazu ist der Elektromotor 34 mit einem Getriebe 38 verbunden über welches eine Gewindetriebanordnung 42 angetrieben wird. Die Gewindetriebanordnung 42 ist mit einem in einem Hydraulikzylinder 44 angeordneten Hydraulikkolben 46 verbunden, so dass ein Bremsdruck erzeugbar ist.The piston / cylinder unit 18th is done with muscle power via a brake pedal 30th actuated. In contrast, the braking force of the electromechanical brake pressure generator 14th via an electric motor 34 generated. This is the electric motor 34 with a gear 38 connected via which a screw drive arrangement 42 is driven. The lead screw assembly 42 is with one in a hydraulic cylinder 44 arranged hydraulic piston 46 connected, so that a brake pressure can be generated.

In 3 ist eine Längsschnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Gewindetriebanordnung 42 für einen erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremsdruckerzeuger 14 gezeigt. Der erfindungsgemäße elektromechanische Bremsdruckerzeuger 14 kann dabei in dem in 2 gezeigten hydraulischen Bremssystem 10 eingesetzt werden. Die Gewindetriebanordnung 42 umfasst eine Spindel 50, welche über den Elektromotor 34 drehbar ist. Die Spindel 50 ist über ein Lager 54, welches in einem Bereich eines axialen Endes der Spindel 50 angeordnet ist, gelagert. Die Spindel 50 ist teilweise von einer Spindelmutter 58 umgeben, mit welcher die Spindel 50 zusammenwirkt.In 3 Figure 3 is a longitudinal sectional view of one embodiment of a Screw drive arrangement 42 for an electromechanical brake pressure generator according to the invention 14th shown. The electromechanical brake pressure generator according to the invention 14th can in the in 2 hydraulic braking system shown 10 can be used. The lead screw assembly 42 includes a spindle 50 which via the electric motor 34 is rotatable. The spindle 50 is about a warehouse 54 which is in a region of an axial end of the spindle 50 is arranged, stored. The spindle 50 is partly from a spindle nut 58 surrounded with which the spindle 50 cooperates.

Die Spindelmutter 58 weist zwei axiale Teilstücke 58a, 58b auf. In diesem Ausführungsbeispiel sind beide Teilstücke 58a, 58b aus Kunststoffmaterial ausgebildet. Ein erstes Teilstück 58a weist eine Verdrehsicherung 62 auf. Die Verdrehsicherung 62 ist in diesem Ausführungsbeispiel in Form von zwei Drehmomentstützen ausgebildet, welche in radialer Richtung von dem ersten Teilstück 58a abragen. Die Drehmomentstützen greifen dabei in Längsnuten 66 (siehe auch 4) in einem Gehäuse 70 der Gewindetriebanordnung 42 ein, so dass das erste Teilstück 58a gegen Verdrehung gesichert ist.The spindle nut 58 has two axial sections 58a , 58b on. In this embodiment, both are sections 58a , 58b formed from plastic material. A first part 58a has an anti-twist device 62 on. The anti-twist device 62 is designed in this embodiment in the form of two torque arms, which in the radial direction of the first section 58a protrude. The torque arms engage in longitudinal grooves 66 (see also 4th ) in one housing 70 the screw drive assembly 42 one, so the first section 58a is secured against rotation.

Ein zweites Teilstück 58b bildet ein Spindelmuttergewinde 74 aus, welches mit einem Gewinde 78 der Spindel 50 im Eingriff ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das zweite Teilstück 58b in einer Hülse 82 angeordnet, welche das zweite Teilstück 58b in einem Bereich außenseitig umgibt. Die Hülse 82 bildet in diesem Ausführungsbeispiel dabei einen Hydraulikkolben zum Verdrängen der Bremsflüssigkeit aus.A second part 58b forms a spindle nut thread 74 from which one with a thread 78 the spindle 50 is engaged. In this embodiment is the second section 58b in a sleeve 82 arranged, which the second section 58b surrounds in one area on the outside. The sleeve 82 forms in this embodiment a hydraulic piston for displacing the brake fluid.

Das zweite Teilstück 58b liegt in einem Kontaktbereich 86 axial an dem ersten Teilstück 58a an. Der Kontaktbereich 86 weist in diesem Ausführungsbeispiel steigende Flanken 90 auf. Im Anschluss an die steigenden Flanken 90 ist ein axial verlaufender Versprung 94 ausgebildet. Der Kontaktbereich 86 ist durch die steigenden Flanken 90 und den Versprung 94 in Form eines Sägezahnprofils ausgebildet. Die steigenden Flanken 90 verlaufende dabei derart, dass bei einer Drehrichtung 98 der Spindel 50, bei welcher die Spindelmutter 58 sich in Richtung eines Gehäuseinneren bewegt, über diese Flanken 90 ein dem Drehmoment der Spindel 50 entgegenwirkendes Gegendrehmoment aufbringbar ist.The second part 58b lies in a contact area 86 axially on the first section 58a on. The contact area 86 has rising edges in this exemplary embodiment 90 on. Following the rising edges 90 is an axial offset 94 educated. The contact area 86 is through the rising flanks 90 and the jump 94 designed in the form of a sawtooth profile. The rising flanks 90 running in such a way that in one direction of rotation 98 the spindle 50 , in which the spindle nut 58 moves in the direction of a housing interior, over these flanks 90 on the torque of the spindle 50 counter-torque can be applied.

Damit eine kraftschlüssige Verbindung im Kontaktbereich 86 möglich ist, muss eine Normalkraft aufgebracht sein. Diese Normalkraft wird über eine Mehrzahl an Tellerfedern 102 realisiert, welche in Form eines Tellerfederpakets ausgebildet sind. Die Tellerfedern 102 sind zwischen dem ersten Teilstück 58a und einer topfförmigen Spannhülse 106 angeordnet. Die Spannhülse 106 umgibt dabei das erste Teilstück 58a außenseitig und ist mit dem zweiten Teilstück 58b fest verbunden. Um eine axiale Bewegung der Spannhülse 106 im Gehäuse 70 zu ermöglichen, ist in dem Gehäuse 70 eine entsprechende zylinderförmige Nut 110 ausgebildet.Thus a force-fit connection in the contact area 86 is possible, a normal force must be applied. This normal force is generated by a number of disc springs 102 realized, which are designed in the form of a plate spring assembly. The disc springs 102 are between the first section 58a and a cup-shaped adapter sleeve 106 arranged. The adapter sleeve 106 surrounds the first section 58a outside and is with the second section 58b firmly connected. To allow axial movement of the adapter sleeve 106 in the housing 70 to enable is in the housing 70 a corresponding cylindrical groove 110 educated.

Bei der Bewegung der Spindelmutter 58 in Richtung Gehäuseinneres wird eine Belastung von einer beispielsweise verdrängten Bremsflüssigkeit auf die Spindelmutter 58 übertragen. Um kurzfristig erhöhte Belastungen zu kompensieren, können sich die beiden Teilstücke 58a, 58b bei einem vorbestimmten Drehmoment relativ zueinander drehen. Es kommt somit in dem Kontaktbereich 86 zu einer Rutschbewegung der beiden Teilstücke 58a, 58b zueinander. Durch die Drehbewegung der Teilstücke 58a, 58b zueinander, werden die Teilstück 58a, 58b zusätzlich axial zueinander verschoben.When moving the spindle nut 58 In the direction of the interior of the housing, a load is exerted on the spindle nut by, for example, displaced brake fluid 58 transfer. In order to compensate for increased loads at short notice, the two sections can be 58a , 58b rotate relative to each other at a predetermined torque. It thus comes in the contact area 86 to a sliding movement of the two sections 58a , 58b to each other. By rotating the pieces 58a , 58b to each other, become the section 58a , 58b additionally shifted axially to each other.

Durch die axiale Verschiebung wird die Tellerfeder 102 in der Spannhülse 106 komprimiert, so dass die Normalkraft und das vorbestimmte Drehmoment zusätzlich erhöht werden. Dadurch kommt es bei einer Reduzierung des Drehmomentes der Spindel 50 zu einer rückstellenden Verdrehung der Teilstücke 58a, 58b, so dass eine Kompensation der Überlastspitzen weiterhin erhalten bleibt.The axial displacement causes the disc spring 102 in the adapter sleeve 106 compressed, so that the normal force and the predetermined torque are additionally increased. This results in a reduction in the torque of the spindle 50 to a restoring rotation of the sections 58a , 58b so that the overload peaks are still compensated.

4 zeigt eine perspektivische Rückansicht des in 3 gezeigten Ausführungsbeispiels. In dieser Figur ist deutlich die Erstreckung der Längsnut 66 zu erkennen, in die die Verdrehsicherung 62 des ersten Teilstückes 58a eingreift. Zusätzlich zeigt die Figur einen Anschlagbereich 114 für die Verdrehsicherung 62. Der Anschlagbereich 114 ist dabei in Form eines rechteckigen Ausschnittes ausgebildet, welcher in der Spannhülse 106 eingebracht ist. Bei einer relativen Verdrehung der beiden Teilstücke 58a, 58b zueinander, verdrehen sich ebenso die Verdrehsicherung 62 und die Spannhülse 106 zueinander. Ab einer bestimmten relativen Verdrehung kommt die Verdrehsicherung 62 mit dem Anschlagbereich 114 in Kontakt, so dass eine weitere Verdrehung des zweiten Teilstückes 58b nicht möglich ist und dieses Teilstück 58b gegen eine weitere Verdrehung gesichert ist. Durch die Größe des Anschlagbereichs 114 bzw. des Ausschnittes ist die maximale Verdrehung der beiden Teilstücke 58a, 58b dadurch begrenzt. 4th FIG. 13 shows a perspective rear view of the FIG 3 embodiment shown. The extent of the longitudinal groove is clear in this figure 66 to recognize in which the anti-twist device 62 of the first section 58a intervenes. In addition, the figure shows a stop area 114 for anti-twist protection 62 . The stop area 114 is designed in the form of a rectangular cutout, which is in the clamping sleeve 106 is introduced. With a relative rotation of the two sections 58a , 58b to each other, the anti-twist device also twist 62 and the adapter sleeve 106 to each other. From a certain relative rotation, the anti-rotation lock comes 62 with the stop area 114 in contact, so that a further twisting of the second section 58b is not possible and this section 58b is secured against further rotation. By the size of the stop area 114 or the section is the maximum rotation of the two sections 58a , 58b limited thereby.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2017/045804 A1 [0006]
WO 2017/089008 A1 [0008]

Claims

Electromechanical brake pressure generator (14) for a hydraulic brake system (10) of a vehicle, with at least one screw drive arrangement (42) for converting a drive-side rotational movement into translational movement and with a piston / cylinder unit (18) actuatable by the screw drive arrangement (42) for hydraulic brake pressure generation , wherein the screw drive arrangement (42) comprises: - a spindle (50) which can be rotated via an electric motor (34) as a drive, and - a spindle nut (58) which has a spindle nut thread (74) which is connected to a thread (78 ) the spindle (50) cooperates so that the spindle nut (58) is axially displaceable when the spindle (50) rotates, the spindle nut (58) having an anti-rotation device (62) via which the spindle nut (58) is rotated when the spindle (50) is secured against rotation, characterized in that the spindle nut (58) is formed from two axial sections (58a, 58b), a first part piece (58a) has the anti-rotation device (62) and a second part (58b) has the spindle nut thread (74), both parts (58a, 58b) interacting in a non-positive manner in a contact area (86) in such a way that a torque of the spindle (50 ) counteracting counter-torque can be transmitted to the second section (58b) and from a predetermined torque of the spindle (50) both sections (58a, 58b) are rotatable relative to one another.

Electromechanical brake pressure generator (14) according to Claim 1 , characterized in that the predetermined torque of the spindle (50) can be adjusted via the nature of the contact area (86).

Electromechanical brake pressure generator (14) according to Claim 2 , characterized in that the contact area (86) has a rising flank (90) in at least one direction of rotation of the spindle (50), so that both sections (58a, 58b) can also be axially displaced to one another with relative rotation.

Electromechanical brake pressure generator (14) according to one of the preceding claims, characterized in that the predetermined torque of the spindle (50) can be set via a normal force acting on the contact area (86).

Electromechanical brake pressure generator (14) according to Claim 4 , characterized in that the normal force is applied via at least one plate spring (102) acting on the first part (58a).

Electromechanical brake pressure generator (14) according to Claim 5 , characterized in that the disc spring (102) is arranged between the first part (58a) and a cup-shaped clamping sleeve (106) connected non-rotatably to the second part (58b).

Electromechanical brake pressure generator (14) according to Claim 6 , characterized in that the clamping sleeve (106) forms a stop area (114) for the anti-rotation device (62) so that the maximum rotation of the two sections (58a, 58b) is limited to one another.

Electromechanical brake pressure generator (14) according to one of the preceding claims, characterized in that the first part (58a) and / or the second part (58b) is formed from a plastic material.

Vehicle comprising an electromechanical brake pressure generator (14) for a hydraulic brake system (10) according to one of the preceding claims.