DE102019219438A1

DE102019219438A1 - Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE102019219438A1
Application number: DE102019219438.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Weh; Martin Hagspiel; Maximilian Wilhelm
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2021-06-17
Also published as: WO2021115680A1; JP7482229B2; JP2023506428A; US20230001906A1; CN114761286A; CN114761286B; KR20220109462A

Abstract

Die Erfindung schlägt vor, ein Drehlager (12) eines Kugelgewindetriebs (6) eines Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers (2) für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einer Hülse (18) an einem Hydraulikblock (1) zu befestigen, die einen nach innen stehenden, umlaufenden Rand (19), der das Drehlager (12) auf einer dem Hydraulikblock (1) abgewandten Stirnseite übergreift, und einen Flansch (20) aufweist, der in einer Ringstufe (15) im Hydraulikblock (1) verstemmt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikblock mit einem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Die internationale Patentanmeldung WO 2013/023 953 A1 offenbart einen solchen Hydraulikblock mit einem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage. Der bekannte Hydraulikblock weist ein Zylinderloch auf, in welchem ein Kolben axial verschieblich angeordnet ist. Mit einem Elektromotor und einem eine Spindel aufweisenden Gewindetrieb ist der Kolben in dem Zylinderloch verschiebbar. Durch Verschieben des Kolbens im Zylinderloch ist Bremsflüssigkeit aus dem Zylinderloch verdrängbar und ein hydraulischer Bremsdruck erzeugbar. Durch eine Hin- und Herbewegung des Kolbens im Zylinderloch lässt sich der Bremsdruck erhöhen und absenken, das heißt der Bremsdruck lässt sich steuern beziehungsweise regeln.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Hydraulikblock mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist einen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger auf. Der Hydraulikblock weist ein Zylinderloch auf, das an einer Seite des Hydraulikblocks offen ist und in dem ein Kolben axial verschieblich angeordnet ist. Durch Verschieben des Kolbens im Zylinderloch lässt sich Bremsflüssigkeit aus dem Zylinderloch verdrängen und ein hydraulischer Bremsdruck erzeugen. Durch eine Hin- und Herbewegung des Kolbens im Zylinderloch lässt sich der Bremsdruck erhöhen und absenken, das heißt durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens im Zylinderloch lässt sich der Bremsdruck regeln, worunter auch ein Steuern zu verstehen ist.
Zum Verschieben des Kolbens im Zylinderloch weist der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger einen Gewindetrieb auf, der eine drehende Antriebsbewegung in eine Verschiebung wandelt und bei einem Drehantrieb den Kolben im Zylinderloch verschiebt. Der Gewindetrieb, genau genommen ein drehend antreibbares Antriebsteil des Gewindetriebs ist mit einem Drehlager drehbar am Hydraulikblock gelagert. Das Antriebsteil ist beispielsweise eine Mutter oder eine Spindel, die bei einem Drehantrieb die Spindel oder Mutter und mit ihr den Kolben verschiebt.
Das Zylinderloch im Hydraulikblock, der im Zylinderloch verschiebliche Kolben, der Gewindetrieb mit dem Drehlager und ggf. ein Antriebsmotor zum Drehantrieb des Gewindetriebs bilden den Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger.
Bei einem Rückhub des Kolbens, bei dem der Kolben ein von ihm im Zylinderloch eingeschlossenes Volumen vergrößert und Bremsflüssigkeit ansaugt, kann ein Unterdruck im Zylinderloch entstehen, der eine in das Zylinderloch hinein gerichtete Kraft auf den Kolben verursacht. Zu einer Abstützung gegen eine solche in das Zylinderloch hinein gerichtete Kraft sieht die Erfindung eine Ringstufe im Hydraulikblock an einer Mündung an einer offenen Seite des Zylinderlochs vor, an deren Grund sich das Drehlager des Gewindetriebs axial abstützt. Das Drehlager kann sich unmittelbar am Grund der Ringstufe an der Mündung des Zylinderlochs abstützen oder mittelbar über beispielsweise einen rohrförmigen Drehlagerhalter. Eine Verstemmung oder allgemein ausgedrückt eine plastische Verformung von Material des Hydraulikblocks, welches die Mündung des Zylinderlochs umgibt, hält das Drehlager am Hydraulikblock. Auch hier gilt, dass das plastisch verformte Material des Hydraulikblocks das Drehlager unmittelbar oder mittelbar beispielsweise über den Drehlagerhalter am Hydraulikblock hält.
Vorzugsweise hält das plastisch umgeformte Material des Hydraulikblocks das Drehlager formschlüssig. Zu diesem Zweck weist das Drehlager oder der Drehlagerhalter, an dem das Drehlager befestigt ist, eine Hinterschneidung auf, die das plastisch umgeformte Material des Hydraulikblocks über- beziehungsweise hintergreift und dadurch das Drehlager am Hydraulikblock hält. Die Hinterschneidung ist eine dem Hydraulikblock abgewandte Fläche am Drehlager oder an dem Drehlagerhalter.
Die abhängigen Ansprüche haben Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
Sämtliche in der Beschreibung und der Zeichnung offenbarten Merkmale können einzeln für sich oder in grundsätzlich beliebiger Kombination bei Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein. Ausführungen der Erfindung, die nicht alle, sondern nur ein oder mehrere Merkmale eines Anspruchs oder einer Ausführungsform der Erfindung aufweisen, sind grundsätzlich möglich.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellte Ausführungsformen näher erläutert. Die beiden Figuren zeigen Schnitte eines erfindungsgemäßen Hydraulikblocks axial durch einen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger.
Figurenliste

Der in 1 dargestellte, erfindungsgemäße Hydraulikblock 1 weist einen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 2 zur Erzeugung eines Bremsdrucks und zur Betätigung hydraulischer Radbremsen einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit Fremdkraft auf. In der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist der Hydraulikblock 1 ein quaderförmiger, flacher Metallblock aus beispielsweise einer Aluminiumlegierung, an den über Bremsleitungen die nicht dargestellten Radbremsen angeschlossen bzw. anschließbar sind.

Der Hydraulikblock 1 weist ein Zylinderloch 3 auf, die an einer Seite des Hydraulikblocks 1 - im Ausführungsbeispiel an einer großen Seite des quaderförmigen Hydraulikblocks 1 - offen ist. Auf einer gegenüberliegenden Seite ist das Zylinderloch 3 geschlossen. Im Ausführungsbeispiel weist der Hydraulikblock 1 eine das Zylinderloch 3 verlängernde, napfförmige Ausformung 4 auf. Möglich ist beispielsweise auch ein Deckel (nicht dargestellt).
Im Zylinderloch 3 ist ein Kolben 5 axial verschieblich geführt. Im Ausführungsbeispiel ist der Kolben 5 unmittelbar in dem Zylinderloch 3 im Hydraulikblock 1 geführt. Anders als dargestellt kann der Kolben 4 beispielsweise auch in einer Zylinderbuchse geführt sein, die im Zylinderloch 3 angeordnet ist (nicht dargestellt).
Durch eine Verschiebung des Kolbens 5 im Zylinderloch 3 in Richtung des geschlossenen Endes lässt sich Bremsflüssigkeit zur Erzeugung des Bremsdrucks und zur Betätigung der nicht dargestellten, an den Hydraulikblock 1 angeschlossenen beziehungsweise anschließbaren Radbremsen aus dem Zylinderloch 3 verdrängen. Durch eine hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 5 im Zylinderloch 3 lässt sich der Bremsdruck erhöhen und senken und auf diese Weise der Bremsdruck steuern oder regeln.
Zum Verschieben des Kolbens 5 im Zylinderloch 3 weist der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 2 einen Kugelgewindetrieb 6 mit einer Spindel 7, einer die Spindel 7 konzentrisch umschließenden, rohrförmigen Mutter 8 und Kugeln 9, die in wendelförmigen Rillen außen an der Spindel 7 und innen in der Mutter 8 wälzen, auf. Bei einem Drehantrieb der Mutter 8, die hier ein drehend antreibbares Antriebselement 10 des Kugelgewindetriebs 6 bildet, verschiebt sich die Spindel 7 axial. Der Kugelgewindetrieb 6 kann allgemein auch als Gewindetrieb oder als Schraubgetriebe aufgefasst werden.
Im Ausführungsbeispiel ist der Kolben 5 als rohrförmiger Hohlkolben ausgeführt, dessen dem geschlossenen Ende des Zylinderslochs 3 zugewandtes Ende geschlossen ist. Der Kugelgewindetrieb 6 ist koaxial in dem als Hohlkolben ausgeführten Kolben 5 angeordnet, wobei die Spindel 7 und die Mutter 8 aus einem offenen Ende des Kolbens 5 aus dem Hydraulikblock 1 vorstehen. Zu einer Verbindung mit dem Kolben 5 weist die Spindel 7 einen koaxialen Zapfen 11 auf, der in eine zylindrische Senkung im geschlossenen Ende des Kolbens 5 eingepresst ist.
Die Mutter 8, die das Antriebselement 10 des Kugelgewindetriebs 6 bildet, ist außerhalb des Hydraulikblocks 1 mit einem Drehlager 12, im Ausführungsbeispiel einem Kugellager, drehbar am Hydraulikblock 1 gelagert. Ein Außenring 13 des Drehlagers 12 ist mit einem ringförmigen oder rohrförmigen Drehlagerhalter 14 am Hydraulikblock 1 befestigt. Der Drehlagerhalter 14 umschließt die Mutter 8 koaxial und ist koaxial zum Drehlager 12. Zur Befestigung des Drehlagers 12 am Drehlagerhalter 14 ist der Außenring 13 des Drehlagers 12 auf eine Ringstufe des Drehlagerhalters 14 aufgepresst und kann zusätzlich durch Schweißen, beispielsweise Reibschweißen oder Punktschweißen oder in anderer Weise mit dem Drehlagerhalter 14 verbunden sein.
Der Drehlagerhalter 14 ragt in eine Ringstufe 15 im Hydraulikblock 1 an einer Mündung des Zylinderlochs 3 an dessen offener Seite und stützt sich axial an einem Grund der Ringstufe 15 ab. Über den Drehlagerhalter 14 stützt sich das Drehlager 12 beziehungsweise der Außenring 13 des Drehlagers 12 axial am Hydraulikblock 1 ab. Möglich sind auch Ausführungen ohne den Drehlagerhalter 14, bei denen sich das Drehlager 12 beziehungsweise sein Außenring 13 unmittelbar am Grund der Ringstufe 15 an der Mündung des Zylinderlochs 3 im Hydraulikblock 1 abstützt (nicht dargestellt).
An einem Außenumfang weist der Drehlagerhalter 14 einen Parallelrändel, das heißt ein Vielzahnprofil 16 auf, das zur Befestigung am Hydraulikblock 1 in einen Innenumfang der Ringstufe 15 eingepresst ist. Über den Drehlagerhalter 14 ist das Drehlager 12 am Hydraulikblock 1 befestigt. Bei einem Rückhub des Kolbens 5, bei dem der Kolben 5 ein im Zylinderloch 3 eingeschlossenes Volumen vergrößert, kann der Kolben 5 einen Unterdruck im Zylinderloch 3 erzeugen, der eine Axialkraft auf den Kolben 5 in Richtung des geschlossenen Endes des Zylinderlochs 3 bewirkt. Gegen diese in Richtung des geschlossenen Endes des Zylinderlochs 3 gerichtete Axialkraft stützt sich das Drehlager 12 über den Drehlagerhalter 14 am Grund der Ringstufe 15, die die Mündung des Zylinderlochs 3 im Hydraulikblock 1 umgibt, ab. Die Axialkraft wird vom Kolben 5 über die Spindel 7 und die Mutter 8 des Kugelgewindetriebs 6 auf das Drehlager 12 übertragen.
Zusätzlich oder anstelle des Vielzahnprofils 16 weist der Drehlagerhalter 14 eine Ringstufe an seinem Außenumfang auf, deren Stirnfläche einer Außenseite des Hydraulikblocks 1 zugewandt ist und die eine Hinterschneidung 17 bildet. An der Ringstufe 15 an der Mündung des Zylinderlochs 3 ist der Hydraulikblock 1 umlaufend verstemmt, das heißt es ist die Mündung des Zylinderlochs 3 umgebendes Material des Hydraulikblocks 1 plastisch so umgeformt, dass es die die Hinterschneidung 17 bildende Stirnfläche der Ringstufe an der Außenseite des Drehlagerhalters 14 übergreift, wodurch der Drehlagerhalter 14 und über den Drehlagerhalter 14 das Drehlager 12 durch Formschluss am Hydraulikblock 1 befestigt ist.
Anstatt mittelbar über den Drehlagerhalter 14 kann das Drehlager 12 beziehungsweise sein Außenring 13 auch unmittelbar am Hydraulikblock 1 befestigt sein. Dazu kann beispielsweise anstelle des Drehlagerhalters 14 das Drehlager 12 beziehungsweise dessen Außenring 13 den das Vielzahnprofil 16 bildenden Parallelrändel, der in die Ringstufe 15 an der Mündung des Zylinderlochs 3 eingepresst ist, und/oder die Ringstufe an seinem Außenumfang, auf die das die Ringstufe 15 umgebende Material des Hydraulikblocks 1 plastisch umgeformt ist, aufweisen (nicht dargestellt).
Zur Befestigung des Drehlagers 12 am Hydraulikblock 1 ist in 2 eine rohrförmige Hülse als Drehlagerbefestiger 18 vorgesehen, der den Drehlagerhalter 14 und das Drehlager 12 koaxial umschließt. An einem dem Hydraulikblock 1 abgewandten Ende weist der Drehlagerbefestiger 18 einen umlaufenden, nach innen stehenden Rand 19 auf, der eine dem Hydraulikblock 1 abgewandte Stirnseite des Drehlagers 12 beziehungsweise dessen Außenring 13 übergreift beziehungsweise hintergreift. Dadurch ist das Drehlager 12 durch Formschluss axial in dem Drehlagerbefestiger 18 gehalten.
An einem gegenüberliegenden Ende in der Ringstufe 15, die die Mündung des Zylinderlochs 3 im Hydraulikblock 1 umgibt, weist der Drehlagerbefestiger 18 einen nach außen stehenden Flansch 20 auf, der von umlaufend verstemmtem, das heißt plastisch umgeformtem, die Ringstufe 15 an der Mündung des Zylinderlochs 3 umgebenden Material des Hydraulikblocks 1 übergriffen wird, wodurch der Drehlagerbefestiger 18 und über den Drehlagerbefestiger 18 das Drehlager 12 am Hydraulikblock 1 befestigt ist. Eine dem Grund der Ringstufe 15 abgewandte Seite des Flanschs 20 bildet eine Hinterschneidung 21, die von dem plastisch umgeformten Material des Hydraulikblocks 1 übergriffen beziehungsweise hintergriffen wird.
Wie in 1 kann auch in 2 der Drehlagerhalter 14 einen Parallelrändel als Vielzahnprofil 16 aufweisen, das in den Umfang der Ringstufe 15 an der Mündung des Zylinderlochs 3 im Hydraulikblock 1 eingepresst ist.
Zum Drehantrieb der das Antriebselement 10 des Kugelgewindetriebs 6 bildenden Mutter 8 weist der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 2 einen Elektromotor 22 und ein Planetengetriebe 23 auf, das zwischen dem Elektromotor 22 und dem Kugelgewindetrieb 6 angeordnet ist. Das Planetengetriebe 23 und der Elektromotor 22 sind koaxial zum Kugelgewindetrieb 6 und zum Zylinderloch 3 am Hydraulikblock 1 angeordnet.
Die Mutter 8 des Kugelgewindetrieb 6 bildet zugleich einen Planetenträger 24 des Planetengetriebes 23, an ihr sind auf Zylinderstiften 25 Planetenräder 26 des Planetengetriebes 23 drehbar gelagert. Ein Sonnenrad 27 des Planetengetriebes 23 ist drehfest auf einer Motorwelle 28 des Elektromotors 22. Ein Hohlrad 29 des Planetengetriebes 23 ist drehfest in einem napfförmigen Halter 30 angeordnet, der den Außenring 13 des Drehlagers 12 übergreift und beispielsweise durch eine Punktschweißung an dem Außenring 13 und/oder dem Drehlagerhalter 14 befestigt ist.
Der Elektromotor 22 ist außen an der Seite des Hydraulikblocks 1 befestigt, an dem das Zylinderloch 3 offen ist. Das Planetengetriebe 23 und die aus dem Hydraulikblock 1 vorstehende Spindel 7 und Mutter 8 des Kugelgewindetriebs 6 befinden sich in einem Motorgehäuse 31 des Elektromotors 22.
Der Elektromotor 22, das Planetengetriebe 23, der Kugelgewindetrieb 6 mit dem Drehlager 12 und das Zylinderloch 3 mit dem in ihm axial verschieblichen Kolben 5 bilden den Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 2, wobei der Elektromotor 22, das Planetengetriebe 23 und der Kugelgewindetrieb 6 mit dem Drehlager 12 einen Fremdkraftantrieb des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 2 bilden.
Der Hydraulikblock 1 weist außer dem Zylinderloch 3 eine Hauptbremszylinderbohrung 32 auf, in der ein nicht dargestellter Hauptbremszylinderkolben anordenbar ist, der mechanisch über eine Kolbenstange mit einem nicht dargestellten Fußbremspedal oder einem Handbremshebel in der Hauptbremszylinderbohrung 24 verschiebbar ist. Über das Fußbremspedal oder den Handbremshebel ist mit dem Hauptbremszylinderkolben eine Muskelkraftbetätigung der Fahrzeugbremsanlage beziehungsweise der an den Hydraulikblock 1 angeschlossenen beziehungsweise anschließbaren Radbremsen möglich. Außerdem dient die Hauptbremszylinderbohrung 32 mit dem in ihm verschiebbaren Hauptbremszylinderkolben und dem Fußbremspedal oder dem Handbremshebel einen Sollwertgeber für einen Bremsdruck, der mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 2 erzeugt wird.
Zu einer Bremsdruckregelung und/oder einer Schlupfregelung sind Magnetventile 33 an beziehungsweise in dem Hydraulikblock 1 angeordnet. Solche Schlupfregelungen sind beispielsweise eine Blockierschutz-, Antriebsschlupf- und/oder Fahrdynamikregelung beziehungsweise elektronisches Stabilitätsprogramme, für die die Abkürzungen ABS, ASR und/oder FDR beziehungsweise ESP üblich sind. Solche Schlupfregelungen sind bekannt und werden hier nicht erläutert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2013/023953 A1 [0002]

Claims

Hydraulikblock mit einem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, wobei der Hydraulikblock (1) ein Zylinderloch (3) aufweist, das an einer Seite des Hydraulikblocks (1) offen ist, mit einem in dem Zylinderloch (3) axial verschieblichen Kolben (5), mit einem Gewindetrieb (6) zum Verschieben des Kolbens (5) im Zylinderloch (3), und mit einem Drehlager (12), mit dem ein drehend antreibbares Antriebselement (10) des Gewindetriebs (6) drehbar am Hydraulikblock (1) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylinderloch (3) eine Ringstufe (15) an einer Mündung an seiner offenen Seite aufweist, an deren Grund sich das Drehlager (12) axial abstützt, und dass die Mündung des Zylinderlochs (3) umgebendes Material des Hydraulikblocks (1) so umgeformt ist, dass es das Drehlager (12) am Hydraulikblock (1) hält.
Hydraulikblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager (12) oder ein Drehlagerhalter (14) eine Hinterschneidung (17) in der Ringstufe (15) an der Mündung des Zylinderlochs (3) im Hydraulikblock (1) aufweist und dass das die Mündung des Zylinderlochs (3) umgebende Material des Hydraulikblocks (1) so umgeformt ist, dass es die Hinterschneidung (17) des Drehlagers (12) oder Drehlagerhalters (14) hintergreift und dadurch das Drehlager (12) am Hydraulikblock (1) hält.
Hydraulikblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager (12) oder der Drehlagerhalter (14) ein Vielzahnprofil (16) an einem Außenumfang in der Ringstufe (15) an der Mündung des Zylinderloschs (3) im Hydraulikblock (1) aufweist, der in einen Innenumfang der Ringstufe (15) eingeformt ist.
Hydraulikblock nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Drehlagerbefestiger (18), der formschlüssig in axialer Richtung an dem Drehlager (12) angreift und der eine Hinterschneidung (21) in der Ringstufe (15) an der Mündung des Zylinderlochs (3) im Hydraulikblock (1) aufweist, und dass das die Mündung des Zylinderlochs (3) umgebende Material des Hydraulikblocks (1) so umgeformt ist, dass es die Hinterschneidung (21) des Drehlagerbefestigers (18) hintergreift und dadurch das Drehlager (12) über den Drehlagerbefestiger (18) am Hydraulikblock (1) hält.
Hydraulikblock nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehlagerbefestiger (18) eine dem Hydraulikblock (1) abgewandte Stirnseite des Drehlagers (12) hintergreift.
Hydraulikblock nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehlagerbefestiger (18) eine Hülse, die das Drehlager (12) umschließt und die einen nach außen abstehenden Flansch (20) in der Ringstufe (15) an der Mündung des Zylinderlochs (3) im Hydraulikblock (1), die von dem umgeformten, die Mündung des Zylinderlochs (3) im Hydraulikblock (1) umgebenden Material übergriffen wird, und einen nach innen stehenden, lochscheibenförmigen Rand (19), der die dem Hydraulikblock (1) abgewandte Stirnseite des Drehlagers (12) übergreift, aufweist.
Hydraulikblock nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger (2) einen Elektromotor (22) zum Antrieb des Gewindetriebs (6) aufweist.