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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnstangenmoduls mit einem Basisabschnitt und wenigstens einem Zahnreihenabschnitt. Außerdem betrifft die Erfindung ein Zahnstangenmodul mit einem Basisabschnitt und wenigstens einem Zahnreihenabschnitt. Außerdem betrifft die Erfindung einen elektromechanischen Bremskraftverstärker für ein Kraftfahrzeug, der Bremskraftverstärker aufweisend einen Elektromotor, eine Schubstange und ein zwischen dem Elektromotor und der Schubstange wirksames Getriebe.
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Aus dem Dokument
DE 10 2009 027 468 A1 ist eine Kraftübertragungsanordnung bekannt umfassend einen Antrieb, eine Schneckenwelle, ein erstes Schneckenrad und ein zweites Schneckenrad, wobei die Schneckenwelle eine gemeinsame Schneckenverzahnung aufweist, welche sich gleichzeitig mit dem ersten und zweiten Schneckenrad in Eingriff befindet, ein erstes Ritzel und ein zweites Ritzel, wobei das erste Ritzel gemeinsam mit dem ersten Schneckenrad rotiert und wobei das zweite Ritzel gemeinsam mit dem zweiten Schneckenrad rotiert, und ein Doppelverzahnungselement, welches eine erste Zahnreihe und eine zweite Zahnreihe umfasst, wobei sich die erste Zahnreihe mit dem ersten Ritzel im Eingriff befindet und wobei sich die zweite Zahnreihe mit dem zweiten Ritzel in Eingriff befindet. Außerdem ist aus dem Dokument
DE 10 2009 027 468 A1 ein Bremskraftverstärker oder Lenkgetriebe bekannt, umfassend eine derartige Kraftübertragungsanordnung.
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Aus dem Dokument
EP 2 420 421 A1 ist ein elektrischer Bremshilfe-Servomotor eines Fahrzeugs bekannt, der Folgendes aufweist: einen Elektromotor, der eine Antriebswelle enthält, wobei die Antriebswelle sich entlang einer ersten zentralen Achse erstreckt, eine Schubstange, die über ein Ende mit einem Bremspedal und über ein gegenüberliegendes Ende mit einem Hauptzylinder verbunden ist, wobei die Schubstange sich entlang einer zweiten zentralen Achse erstreckt, Antriebseinrichtungen der Schubstange, wobei die Antriebseinrichtungen mit der Antriebswelle und mit der Schubstange zusammenwirken, um die Schubstange in Richtung des Hauptzylinders zu verschieben, wobei die erste zentrale Achse sich in einer ersten Ebene und die zweite zentrale Achse sich in einer zweiten Ebene erstreckt, wobei der Motor bezüglich der Schubstange mit der ersten Ebene und der zweiten Ebene angeordnet ist, die sich lotrecht zueinander schneiden, dass die erste zentrale Achse und die zweite zentrale Achse orthogonal zueinander angeordnet sind, und dass die Antriebseinrichtungen von einem ersten Rad und von einem zweiten Rad geformt werden, wobei das erste Rad eine Außenzahnung aufweist und das zweite Rad eine Innenzahnung aufweist, wobei die Antriebswelle durch Ineinandergreifen mit der Außenzahnung des ersten Rads zusammenwirkt, um das erste Rad in Drehung zu versetzen, und die Antriebswelle mit der Innenzahnung des zweiten Rads zusammenwirkt, um das zweite Rad in Drehung zu versetzen.
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Außerdem ist aus dem Dokument
WO 2014/177691 A1 ein Bremssystem bekannt mit Hauptzylinder und elektrischer Servobremse, das enthält: einen Elektromotor, der eine Schraube antreibt, die in Zwillings-Schraubenräder eingreift, die je von einer Welle getragen werden, die mit einem Zahnrad versehen ist, das mit einer Zahnstange eines Paars von Zahnstangen in diametraler Stellung bezüglich der Achse der elektrischen Servobremse zusammenwirkt, die auch diejenige des Hauptzylinders ist, wobei die zwei Zahnstangen die auf den Hauptzylinder einwirkende Schubstange mittels der Reaktionsscheibe schieben, auf die die Steuerstange direkt mittels des Tauchkolbens drücken kann, wobei die zwei Zahnstangen in zwei Schienen des Körpers der elektrischen Servobremse geführt werden, wobei die Schienen parallel zur Achse des Systems aus Hauptzylinder und elektrischer Servobremse liegen und ein Hebel, dessen zwei Enden auf den Zahnstangen aufliegen, durch einen Drehpunkt mit einem Träger verbunden ist, der sich flach gegen die Reaktionsscheibe anlegt, wodurch die Ausrichtung des Hebels und diejenige des Trägers voneinander getrennt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Zahnstangenmodul strukturell und/oder funktionell zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten Bremskraftverstärker strukturell und/oder funktionell zu verbessern.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einem Zahnstangenmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 3. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einem Bremskraftverstärker mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Vorteilhafte Ausführungen und/oder Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das Zahnstangenmodul kann eine Längsachse aufweisen. Das Zahnstangenmodul kann eine hülsenartige oder zylinderartige Form aufweisen. Das Zahnstangenmodul kann eine sich entlang der Längsachse erstreckende Ausnehmung aufweisen. Das Zahnstangenmodul kann einen ringartigen Querschnitt aufweisen. Das Zahnstangenmodul kann in radialer Richtung eine Innenseite und eine Außenseite aufweisen. Das Zahnstangenmodul kann Längsführungen aufweisen. Die Längsführungen können an der Innenseite angeordnet sein. Das Zahnstangenmodul kann einen einzigen Zahnreihenabschnitt aufweisen. Das Zahnstangenmodul kann als Einfachzahnstangenmodul ausgeführt sein. Das Zahnstangenmodul kann einen ersten Zahnreihenabschnitt und einen zweiten Zahnreihenabschnitt aufweisen. Der erste Zahnreihenabschnitt und der zweite Zahnreihenabschnitt können einander diametral gegenüberliegend angeordnet sein. Das Zahnstangenmodul kann als Doppelzahnstangenmodul ausgeführt sein. Das Zahnstangenmodul kann dazu dienen, im Eingriff mit wenigstens einem Zahnrad einen Zahnstangenantrieb zu bilden. Der wenigstens eine Zahnreihenabschnitt kann an der Außenseite angeordnet sein.
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Der wenigstens eine Zahnreihenabschnitt kann Antriebszähne aufweisen. Die Antriebszähne können eine Evolventenverzahnung aufweisen. Die Antriebszähne können eine Geradverzahnung aufweisen. Die Antriebszähne können eine Schrägverzahnung aufweisen. Der wenigstens eine Zahnreihenabschnitt kann eine plattenartige Form aufweisen. Der wenigstens eine Zahnreihenabschnitt kann eine Vorderseite und eine Rückseite aufweisen. Die Antriebszähne können an der Vorderseite angeordnet sein. Der wenigstens eine Zahnreihenabschnitt kann eine Profilierung aufweisen, um eine Verbindung mit dem Basisabschnitt zu verbessern. Die Profilierung kann an der Rückseite angeordnet sein. Die Profilierung kann zahnartig ausgeführt sein. Die Zähne der Profilierung können zumindest annähernd parallel zu den Antriebszähnen gerichtet sein. Die Zähne der Profilierung können ein asymmetrisches Profil aufweisen. Die Zähne der Profilierung können und/oder die Antriebszähne können zumindest annähernd rechtwinklig zu der Längsachse gerichtet sein.
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Der wenigstens eine Zahnreihenabschnitt kann vorgefertigt werden. Der wenigstens eine Zahnreihenabschnitt kann zeitlich und/oder örtlich von dem Basisabschnitt gesondert hergestellt werden. Der wenigstens eine Zahnreihenabschnitt und der Basisabschnitt können in unterschiedlichen Verfahren hergestellt werden. Der wenigstens eine Zahnreihenabschnitt und der Basisabschnitt können aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt werden. Der wenigstens eine Zahnreihenabschnitt kann in einem Sinterverfahren, Gießverfahren Schmiedeverfahren und/oder spanenden Verfahren hergestellt werden.
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Der Basisabschnitt kann in einem Spritzgießverfahren oder einem Spritzpressverfahren hergestellt werden. Der wenigstens eine Zahnreihenabschnitt kann rückseitig umspritzt werden. Der wenigstens eine Zahnreihenabschnitt kann seitlich umspritzt werden. Der wenigstens eine Zahnreihenabschnitt kann derart umspritzt werden, dass die Vorderseite, insbesondere die Zähne, frei bleiben.
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Das Zahnstangenmodul kann eine Hybridbauteil sein. Das Zahnstangenmodul kann ein Verbundsystem sein. Das Herstellen des Zahnstangenmoduls kann folgende Schritte aufweisen: Herstellen des wenigstens einen Zahnreihenabschnitts; Anlegen des wenigstens einen Zahnreihenabschnitts an eine Formwand eines geöffneten Formwerkzeugs; Schließen des Formwerkzeugs, um eine Kavität zu bilden; Einspritzen eines Materials zum Herstellen des Basisabschnitts in die Kavität; Öffnen des Formwerkzeugs; Entnehmen des Zahnstangenmoduls.
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Der Basisabschnitt kann aus einem ersten Werkstoff hergestellt sein. Der wenigstens eine Zahnreihenabschnitt kann aus einem zweiten Werkstoff hergestellt sein. Der erste Werkstoff kann eine kleinere spezifische Steifigkeit als der zweite Werkstoff aufweisen. Der zweite Werkstoff kann eine größere spezifische Steifigkeit als der erste Werkstoff aufweisen.
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Der Basisabschnitt kann aus einem Kunststoff hergestellt sein. Der Kunststoff kann spritzfähig sein. Der Kunststoff kann ein thermoplastischer Kunststoff sein. Der Kunststoff kann ein Polyolefin, wie Polypropylen, Polystyrol und dessen Copolymere, Polyamid oder Polyoxymethylen, sein. Der Kunststoff kann ein duroplastischer Kunststoff sein. Der Kunststoff kann ein Formaldehydharz, wie PF, MF usw. oder ein Reaktionsharz, wie UP, EP, sein. Der Kunststoff kann Additive und/oder Füllstoffe aufweisen.
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Der wenigstens eine Zahnreihenabschnitt kann aus einem nichtpolymeren Werkstoff hergestellt sein. Der wenigstens eine Zahnreihenabschnitt kann aus einem Metall, insbesondere aus Stahl, hergestellt sein. Der wenigstens eine Zahnreihenabschnitt kann eine Beschichtung aufweisen. Die Beschichtung kann zur Verschleißminderung und/oder Reibungsreduktion dienen.
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Das Zahnstangenmodul kann zwischen dem Basisabschnitt und dem wenigstens einen Zahnreihenabschnitt eine Profilierung aufweisen. Die Profilierung kann zahnreihenartig ausgeführt sein. Die Profilierung kann an dem wenigstens einen Zahnreihenabschnitt bei dessen Herstellung und an dem Basisabschnitt durch Umspritzen der Profilierung des wenigstens einen Zahnreihenabschnitts gebildet sein.
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Der Bremskraftverstärker kann ein elektrisch kontrolliertes Eingreifen in eine Bremsbetätigung ermöglichen. Der Bremskraftverstärker kann dazu dienen, eine Bremspedalkraft zu verstärken. Der Bremskraftverstärker kann in Richtung einer Bremspedalkraft wirken. Der Bremskraftverstärker kann dazu dienen, eine Bremse unabhängig von einer Bremspedalkraft zu betätigen. Der Bremskraftverstärker kann dazu dienen, eine Bremspedalkraft abzuschwächen. Der Bremskraftverstärker kann entgegen einer Bremspedalkraft wirken. Der Bremskraftverstärker kann dazu dienen, eine Bremspedalkraft zu simulieren. Der Bremskraftverstärker kann dazu dienen, eine Bremse automatisiert oder teilautomatisiert zu betätigen. Der Bremskraftverstärker kann ein rein mechanisches Betätigen einer Bremse mithilfe eines Bremspedals ermöglichen.
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Das Kraftfahrzeug kann ein PKW, ein LKW oder ein NKW sein. Das Kraftfahrzeug kann wenigstens eine Antriebsmaschine für einen Fahrantrieb aufweisen. Das Kraftfahrzeug kann wenigstens ein antreibbares Fahrzeugrad aufweisen. Das Kraftfahrzeug kann wenigstens eine Bremsvorrichtung aufweisen. Die wenigstens eine Bremsvorrichtung kann dazu dienen, wenigstens ein Fahrzeugrad zu bremsen. Die wenigstens eine Bremsvorrichtung kann eine Betriebsbremsvorrichtung sein. Die wenigstens eine Bremsvorrichtung kann eine Zwei- oder Mehrkreisbremsvorrichtung sein. Die wenigstens eine Bremsvorrichtung kann eine hydraulische Bremsvorrichtung sein. Die wenigstens eine Bremsvorrichtung kann ein Bremspedal, einen Hauptbremszylinder, den Bremskraftverstärker, einen Bremsflüssigkeitsbehälter, einen Bremsdruckverteiler, ein Rohrleitungssystem aus Metall, Bremsschläuche, Radbremszylinder und/oder Entlüftungsventile aufweisen.
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Der Hauptbremszylinder kann eine Zylinderlängsachse aufweisen. Der Bremskraftverstärker kann zur Anordnung an dem Hauptbremszylinder dienen. Die Zahnstangenlängsachse kann zu der Zylinderlängsachse koaxial anordenbar sein. Die Zahnstangenlängsachse kann in einer Einbaulage des Bremskraftverstärkers zu der Zylinderlängsachse koaxial anordenbar sein.
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Der Elektromotor kann ein Gleichstrommotor sein. Der Elektromotor kann ein bürstenloser Gleichstrommotor sein. Der Elektromotor kann ein elektronisch kommutierter bürstenloser Gleichstrommotor sein. Der Elektromotor kann mithilfe einer elektrischen Kontrolleinrichtung kontrollierbar sein. Die elektrische Kontrolleinrichtung kann eine Rechenvorrichtung aufweisen. Die elektrische Kontrolleinrichtung kann eine Speichervorrichtung aufweisen. Die elektrische Kontrolleinrichtung kann wenigstens einen Signaleingang aufweisen. Die elektrische Kontrolleinrichtung kann wenigstens einen Signalausgang aufweisen.
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Das Getriebe kann dazu dienen, eine rotatorische Bewegung in eine lineare Bewegung zu wandeln. Die Schubstange kann eine Schubstangenlängsachse aufweisen. Die Schubstangenlängsachse und die Zahnstangenlängsachse können zueinander koaxial angeordnet sein. Die Zahnstange kann mit der Schubstange zur Übertragung einer mechanischen Leistung in Erstreckungsrichtung der Zahnstangenlängsachse bzw. der Schubstangenlängsachse fest verbindbar sein, um eine Bremsenbetätigung mithilfe des Elektromotors zu ermöglichen. Eine Verbindung zwischen der Zahnstange und der Schubstange kann lösbar sein, um eine von dem Elektromotor unabhängige Bremsenbetätigung zu ermöglichen.
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Mit der Erfindung wird eine mechanische und thermische Belastbarkeit erhöht. Eine Haltbarkeit wird erhöht. Eine Betriebssicherheit wird erhöht. Ein Betriebsverhalten bei unterschiedlichen und/oder wechselnden Last- und/oder Temperaturniveaus wird verbessert.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben, dabei zeigen schematisch und beispielhaft:
- 1 ein Zahnstangenmodul mit einem Basisabschnitt und zwei Zahnreihenabschnitten im Eingriff mit zwei Zahnrädern,
- 2 einen Zahnreihenabschnitten in Ansicht von oben und von unten und
- 3 ein Zahnstangenmodul mit einem Basisabschnitt und zwei Zahnreihenabschnitten in Schnittansicht.
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1 zeigt ein Zahnstangenmodul 1, das als Getriebe zur Anordnung in einem elektromechanischen Bremskraftverstärker zwischen einem Elektromotor und einer Schubstange dient. Das Zahnstangenmodul 1 weist einen Basisabschnitt 2 und zwei Zahnreihenabschnitte 3, 4 auf. Jeder der Zahnreihenabschnitte 3, 4 steht in Eingriff mit einem Zahnrad 5, 6. Die Zahnreihenabschnitte 3, 4 sind gleich ausgeführt, 2 zeigt einen der Zahnreihenabschnitte 3, 4 in Ansicht von oben und von unten. 3 zeigt das Zahnstangenmodul 1 in Schnittansicht.
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Das Zahnstangenmodul 1 weist eine hülsenartige Form mit einer sich entlang einer Längsachse erstreckenden Ausnehmung, einer Innenseite 7 und einer Außenseite 8 auf. An der Innenseite 7 weist das Zahnstangenmodul Längsführungen, wie 9, auf. Die Zahnreihenabschnitte 3, 4 sind an der einander diametral gegenüberliegend an der Außenseite 8 angeordnet und weisen jeweils eine plattenartige Form mit vorderseitig angeordneten Antriebszähnen 10 und rückseitig eine zahnartige Profilierung 11 und quer dazu verlaufende Profilabschnitte, wie 12, auf.
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Die Zahnreihenabschnitte 3, 4 werden, beispielsweis in einem Sinterverfahren, Gießverfahren oder Schmiedeverfahren, aus einem Metall, insbesondere aus Stahl, vorgefertigt und nachfolgend beim Herstellen des Basisabschnitts 2 in einem Spritzverfahren als Einlegeteil mit einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff umspritzt. Dabei werden die Zahnreihenabschnitte 3, 4 an eine Formwand eines geöffneten Formwerkzeugs angelegt, das Formwerkzeug wird geschlossen, um eine Kavität zu bilden, der Kunststoff wird in die Kavität eingespritzt, um den Basisabschnitt 2 herzustellen, wobei der Basisabschnitt 2 seitlich und rückseitig mit dem Kunststoff umspritzt wird und der Basisabschnitt 2 und die Zahnreihenabschnitte 3, 4 miteinander fest verbunden werden.
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Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es auch Weiterbildungen und/oder Ausführungsbeispiele der Erfindung, die zusätzlich oder alternativ das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweisen.
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Aus den vorliegend offenbarten Merkmalskombinationen können bedarfsweise auch isolierte Merkmale herausgegriffen und unter Auflösung eines zwischen den Merkmalen gegebenenfalls bestehenden strukturellen und/oder funktionellen Zusammenhangs in Kombination mit anderen Merkmalen zur Abgrenzung des Anspruchsgegenstands verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zahnstangenmodul
- 2
- Basisabschnitt
- 3
- Zahnreihenabschnitt
- 4
- Zahnreihenabschnitt
- 5
- Zahnrad
- 6
- Zahnrad
- 7
- Innenseite
- 8
- Außenseite
- 9
- Längsführung
- 10
- Antriebszähne
- 11
- Profilierung
- 12
- Profilabschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009027468 A1 [0002]
- EP 2420421 A1 [0003]
- WO 2014/177691 A1 [0004]
