KR102045166B1 - 브레이크-압력 제어 디바이스 - Google Patents

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요하네스 괴를라흐
테오 바우크홀트
페터 가이쓰
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콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
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Abstract

본원은 전기 모터를 갖는 자동차 제동 시스템용 브레이크-압력 제어 디바이스에 관한 것으로서, 마스터 브레이크 실린더의 작동과 독립적으로 휠 브레이크에 규정된 제동 압력을 형성할 수 있도록, 볼 스크류 드라이브에 의해 전기 모터의 회전 운동이 작동 실린더내의 피스톤의 병진 운동으로 변환된다. 본원에 있어서, 볼 스크류 드라이브 (14) 에는 프로파일링된 튜브 (7) 에 걸쳐 결합된 마찰 슬립 커플링 (9) 이 제공되고, 상기 프로파일링된 튜브는 상기 볼 스크류 드라이브 (14) 의 너트 (15) 에 고정 연결되고 상기 프로파일링된 튜브에 상기 피스톤 (6) 이 고정된다.

Description

브레이크-압력 제어 디바이스
본원은 청구항 1 의 전제부에서와 같이 자동차 제동 시스템용 브레이크-압력 제어 디바이스에 관한 것이다.
상기 유형의 자동차 제동 시스템용 브레이크-압력 제어 디바이스는 DE 10 2013 223 859 A1 에 공지되어 있다. 브레이크-압력 제어 디바이스는, 마스터 브레이크 실린더의 작동과 독립적으로 휠 브레이크에 규정된 제동 압력을 형성할 수 있도록, 회전 운동이 피스톤의 병진 운동으로 변환되는 전기 모터를 가진다.
본원의 목적은 특히 컴팩트하고 신뢰가능한 한편 가능한 한 단순한 구조적 수단을 가진 주어진 유형의 브레이크-압력 제어 디바이스를 구성하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1 의 특징에 의한 상기 유형의 브레이크-압력 제어 디바이스를 위해 본원에 따라서 달성된다.
본원의 다른 특징들은 3 개의 도면들을 참조하여 개별 청구항들 및 예시적인 실시형태의 설명에 주어진다.
도 1 은 본원에 따른 브레이크-압력 제어 디바이스의 개략적인 구조의 종단면도이다.
도 2 는 마찰 슬립 커플링이 그 프로파일링된 튜브 상에 배치된 볼 스크류 드라이브의 사시도이다.
도 3 은 마찰 슬립 커플링의 모든 구성요소들의 분해도이다.
도 4 는 커플링 하우징에 모든 구성요소들을 삽입한 후에 도 3 에 도시된 마찰 슬립 커플링의 종단면도이다.
상세하게는, 도 1 은 전기 모터를 가진 본원에 따른 브레이크-압력 제어 디바이스의 개략적인 구조의 종단면도를 도시하고, 이 전기 모터의 회전 운동은, 볼 스크류 드라이브 (14) 에 의해 마스터 브레이크 실린더의 작동과 독립적으로 휠 브레이크에 규정된 제동 압력을 형성할 수 있도록, 피스톤 (6) 의 병진 운동으로 변환된다.
브레이크-압력 제어 디바이스에 대해 가능한 한 간단하고 신뢰가능한 구조를 형성하기 위해, 전기 모터가 제 1 하우징 (1) 에 수용되고 피스톤 (6) 이 제 2 하우징 (2) 에 수용되도록 제공되고; 이를 위해, 작동 실린더로서 구성된 제 2 하우징 (2) 은 제 1 하우징 (1) 에 정반대로 대향하도록 배열된다. 제 1 하우징 (1) 과 제 2 하우징 (2) 사이에는 제 3 하우징 (3) 이 배열되고, 이 제 3 하우징은 제 1 하우징 (1) 과 제 2 하우징 (2) 이 각각 고정되는 2 개의 정반대로 대향하는 단부면들을 가진다. 따라서, 제 3 하우징 (3) 은 브레이크-압력 제어 디바이스의 모든 다른 구성요소들이 상부에 또는 내부에 배열되는 중심 하우징의 기능을 수행한다.
또한 도 1 에 도시된 바와 같이, 중심 하우징으로 구성된 제 3 하우징 (3) 은, 마찰 슬립 커플링 (9) 을 수용하기 위해 그리고 볼 스크류 드라이브 (14) 의 통과를 위해 통로 보어 (4) 를 가져서, 제 2 하우징 (2) 내에 배열된 피스톤 (6) 과 연관하여, 선형 액추에이터의 기능은 브레이크-압력 제어 디바이스의 특히 컴팩트한 구조에 의해 보장된다. 따라서, 마찰 커플링 (9) 이 제공된 볼 스크류 드라이브 (14) 는 자율적으로 핸들링되고 사전 시험될 수 있는 조립체로서 통로 보어 (4) 안으로 연장된다.
도 2 는 프로파일링된 튜브 (7) 상에 배열된 너트 (15) 에 고정된 연결부를 가진 프로파일링된 튜브 (7) 상에 피스톤 (6) 이 유극없이 연결되기 전의 볼 스크류 드라이브 (14) 의 사시도를 도시한다. 전기 모터의 필요한 구동 모멘트는 볼 스크류 드라이브 (14) 의 프로파일링된 튜브 (7) 에 배열된 스핀들 (5) (도 1 참조) 에 작용하고; 볼 스크류 드라이브 (14) 의 너트 (15) 에 작용하는 토크는 토크 브라켓에 의해 수용되어, 프로파일링된 튜브 (7) 의 원하는 병진 운동을 형성하며, 이 프로파일링된 튜브의 단부는 피스톤 (6) 에 부착되도록 된다. 본원의 예시적인 실시형태에서, 토크 브라켓은 피스톤 (6) 의 설치 이전에 프로파일링된 튜브 (7) 상에 배열된 마찰 슬립 커플링 (9) 에 의해 형성되고; 프로파일링된 튜브 (7) 상에 피스톤을 설치한 후에, 볼 스크류 드라이브 (14) 와 함께 마찰 슬립 커플링 (9) 이 하우징 (3) 의 통로 보어 (4) 에 장착된다. 따라서, 마찰 슬립 커플링 (9) 은 볼 스크류 드라이브 (14) 에서 기계적 응력없이 피스톤 (6) 의 완벽한 작동을 보장하기 위해 중심 하우징 (하우징 (3)) 내의 필요한 반경방향 자유도의 관찰을 보장한다. 마찰 슬립 커플링 (9) 은, 도 3 에 도시된 바와 같이 프로파일링된 튜브 (7) 상에서 축방향으로 슬라이드하도록 배열된 내부 링 (10) 이 마찰 커플링 (9) 에 제공되도록, 프로파일링된 튜브 (7) 와 영구적인 기계적 접촉을 유지한다.
도 3 은 압력 링 (11) 과 외부 링 (12) 사이에 배열된 내부 링 (10) 으로 구성된 마찰 슬립 커플링 (9) 의 전체 구조의 분해도를 도시한다. 내부 링 (10) 으로부터 멀리 대향하는 측에서, 외부 링 (12) 은 주변에 걸쳐 고르게 분포된 여러 개의 축방향 돌출부들 (13) 을 가지며, 이 돌출부들은, 조립 이후에, 슬리브형 커플링 하우징 (16) 에 형성된 여러 개의 절취부들 (17) 에 결합된다. 외부 링 (12) 에 대향하는 단부에서, 압력 링 (11) 은 주변에 걸쳐 고르게 분포된 여러 개의 램프들 (18) 을 가지며, 이 램프들은 또한 여러 개의 프로파일링된 외형부들 (19) 과 결합되며, 이 프로파일링된 외형부들은 램프들 (18) 에 대향하여 외부 링 (12) 의 단부면 상에 형성되고 그리고 램프들 (18) 의 외형부에 맞춰진다. 내부 케이싱에서, 내부 링 (10) 에는 2 개의 종방향 홈들 (20) 이 제공되고; 도 2 에 도시된 바와 같이 프로파일링된 튜브 (7) 상에 커플링을 설치한 후에, 프로파일링된 튜브 (7) 의 케이싱 표면상에 배열된 2 개의 안내 웨브들 (webs; 27) 은 상기 홈들을 통하여 축방향으로 연장된다. 또한, 외부 케이싱에서, 내부 링 (10) 은 압력 링 (11) 의 반경방향 리세스들 (22) 과 결합하는 여러 개의 페그들 (8) 을 가진다. 최종적으로, 내부 링 (10) 으로부터 멀리 대향하는 압력 링 (11) 의 단부면과 커플링 하우징 (16) 에 고정된 단부 플레이트 (23) 사이에 온듈라 (ondular) 와셔 (24) 가 끼워지고, 이 와셔는 마찰 슬립 커플링 (9) 의 기능에 필요한 압력 링 (11) 상에 접촉력을 발생시킨다.
도 4 는 독립적인 핸들링에 적합한, 완성된 상태의 마찰 슬립 커플링 (9) 의 구조의 종단면도를 도시하고; 이에 따라서, 이하의 설치 순서대로, 먼저 내부 링 (10) 과 함께 외부 링 (12) 은, 포트형 커플링 하우징 (19) 에 삽입되고 우측 커플링 하우징 플랜지의 절취부들 (17), 그 후에 압력 링 (11), 온듈라 와셔 (24) 및 최종적으로 단부 플레이트 (23) 에 결합되며; 상기 플레이트는 커플링 하우징 (16) 의 주변에 걸쳐 분포된 여러 개의 클립들 (25) 에 의해 고정되고 따라서 전술한 구성요소들을 커플링 하우징 (16) 에 포획되도록 위치시키며; 이를 위해, 단부 플레이트 (23) 는 큰 클립 (25) 에 의해서만 둘러싸인 반면, 다른 더 작은 클립들 (26) 은 전기 모터에 대한 커플링 하우징 (16) 의 고정을 보장해준다.
따라서, 마찰 슬립 커플링 (9) 을 설명하는 구조는 특히 컴팩트한 사전 시험가능한 유닛을 형성하고, 이 사전 시험가능한 유닛은 필요한 자유도에 대하여 프로파일링된 튜브 (7) 를 제한하지 않고, 그리하여 가능한 제조 공차로 인해 하우징 (2) 내의 피스톤 (6) 의 포착 (seizing) 이 정확하게 배제된다. 따라서, 마찰 슬립 커플링 (9) 의 전술한 구성요소들은 소위 축방향 마찰 슬립 커플링을 형성하기 위해 모두 연속적으로 배열된다.
내부 링 (10) 은 볼 스크류 드라이브 (14) 의 프로파일링된 튜브 (7) 를 위한 슬립 파트너로서 사용된다. 토크는 커플링 하우징의 외주부에 제공된 여러 개의 고정 요소들에 의해 내부 링 (10), 외부 링 (12) 및 마지막으로 커플링 하우징 (16) 을 통하여 중심 하우징 (하우징 (3)) 에 도입된다. 바람직한 고정 요소들은, 도 3 에 특히 명확하게 볼 수 있는 바와 같이, 커플링 하우징 (16) 의 주변에 형성된 여러 개의 고정 아이들 (fixing eyes; 27) (소위 림 홀들) 을 통과하는 중심 하우징에 나사결합될 유지 나사들 (retaining screws) 이다.
마찰 슬립 커플링 (9) 은 프로파일링된 튜브 (7) 와 일정하게 접촉하고, 이는 브레이크 압력을 형성하기 위한 목적으로 전기 모터가 작동할 때마다 압력 형성 방향으로 축방향 스트로크를 실시한다. 그에 따라서, 마찰 커플링 (9) 은 프로파일링된 튜브 (7) 를 위한 저마모 슬립 파트너를 제공해야 하고, 그리하여 내부 링 (10) 과 프로파일링된 튜브 (7) 사이의 정확한 재료 페어링 (pairing) 이 보장되어야 한다.
감압 방향으로 프로파일링된 튜브 (7) 의 이동시, 도 1 에서 하우징 (1) 의 베이스에 대응하는 후방 정지 방향으로 높은 모터 회전 속도로 프로파일링된 튜브 (7) 의 후퇴시 제동되지 않은 충격 (unbraked impact) 을 방지하기 위해서, 압력 링 (11) 및 외부 링 (12) 은 결함시 6 개의 램프들 (18) 에 의해 마찰 슬립 커플링의 전개, 즉 작동을 가능하게 한다. 마찰 슬립 커플링 (9) 의 전개 및 그에 따른 작동은 이러한 충격을 방지하기 위해 목표로 하는 운동 에너지의 소산을 가능하게 한다. 결과적으로, 마찰 슬립 커플링 (9) 은 감압 방향으로 명확하게 규정된 토크 (소위 전개 모멘트) 하에서 슬립되고, 운동 에너지는 슬립 기능으로 인해 열로 변환된다. 명확하게 규정된 토크는 마찰 커플링 (9) 의 잘못된 전개를 배제하는데 필요하다. 원하는 전개 또는 슬립 모멘트는 압력 링 (11), 내부 링 (10) 및 외부 링 (12) 을 규정된 축방향 힘으로 가압하는 온듈라 와셔 (24) 의 예비 인장에 의해 그리고 압력 링 (11) 상의 램프들 (18) 의 특정 램프각 및 마찰 계수를 선택함으로써 결정되고, 전개된 상태에서, 내부 링 및 압력 링 (10, 11) 은 이들이 재결합하기 전에 180° 회전한다.
하지만, 압력 형성 방향에서, 설계로 인해 마찰 슬립 커플링 (9) 이 전개될 수 없으므로, 모터 토크는 프로파일링된 튜브 (7) 상에 배열된 피스톤 (6) 의 작동을 위해 확실하게 전달된다.
1 : 하우징
2 : 하우징
3 : 하우징
4 : 통로 보어
5 : 스핀들
6 : 피스톤
7 : 프로파일링된 튜브
8 : 페그
9 : 마찰 슬립 커플링
10 : 내부 링
11 : 압력 링
12 : 외부 링
13 : 돌출부
14 : 볼 스크류 드라이브
15 : 너트
16 : 커플링 하우징
17 : 절취부
18 : 램프
19 : 프로파일링된 외형부
20 : 종방향 홈
21 : 안내 웨브
22 : 리세스
23 : 단부 플레이트
24 : 온듈라 와셔
25 : 클립
26 : 클립
27 : 고정 아이

Claims (12)

  1. 전기 모터를 갖는 자동차 제동 시스템용 브레이크-압력 제어 디바이스로서,
    마스터 브레이크 실린더의 작동과 독립적으로 휠 브레이크에 규정된 제동 압력을 형성할 수 있도록, 볼 스크류 드라이브 (14) 에 의해 상기 전기 모터의 회전 운동이 작동 실린더내의 피스톤 (6) 의 병진 운동으로 변환되고,
    상기 볼 스크류 드라이브 (14) 에는 프로파일링된 튜브 (7) 에 걸쳐 결합된 마찰 슬립 커플링 (9) 이 제공되고, 상기 프로파일링된 튜브는 상기 볼 스크류 드라이브 (14) 의 너트 (15) 에 고정 연결되고 상기 프로파일링된 튜브에 상기 피스톤 (6) 이 고정되고,
    상기 마찰 슬립 커플링 (9) 은 프로파일링된 튜브 (7) 와 영구적인 기계적 접촉을 유지하고, 이러한 목적을 위해 상기 마찰 슬립 커플링 (9) 에는 상기 프로파일링된 튜브 (7) 상에 축방향으로 슬라이드하도록 배열된 내부 링 (10) 이 제공되고,
    내부 케이싱에서, 상기 내부 링 (10) 에는 2 개의 종방향 홈들 (20) 이 제공되고, 상기 2 개의 종방향 홈들을 통하여 프로파일링된 튜브 (7) 의 케이싱 표면상에 배열된 2 개의 안내 웨브들 (21) 이 형태 끼움 연결 (form-fit connection) 을 위해 축방향으로 연장되는, 전기 모터를 갖는 자동차 제동 시스템용 브레이크-압력 제어 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 모터는 제 1 하우징 (1) 에 수용되고, 상기 피스톤은 상기 제 1 하우징 (1) 에 정반대로 대향하는 제 2 하우징 (2) 에 수용되며, 제 3 하우징 (3) 은 상기 제 1 하우징 (1) 과 상기 제 2 하우징 (2) 사이에 배열되며 그리고 상기 마찰 슬립 커플링 (9) 이 제공된 상기 볼 스크류 드라이브 (14) 가 연장되는 통로 보어 (4) 를 가지는, 전기 모터를 갖는 자동차 제동 시스템용 브레이크-압력 제어 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 3 하우징 (3) 은 상기 제 1 하우징 (1) 및 상기 제 2 하우징 (2) 이 각각 고정되는 2 개의 정반대로 대향하는 단부면들을 가지는, 전기 모터를 갖는 자동차 제동 시스템용 브레이크-압력 제어 디바이스.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 링 (10) 은 압력 링 (11) 과 외부 링 (12) 사이에 배열되는, 전기 모터를 갖는 자동차 제동 시스템용 브레이크-압력 제어 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 링 (10) 으로부터 멀리 대향하는 측에서, 외부 링 (12) 은 주변에 걸쳐 고르게 분포된 여러 개의 축방향 돌출부들 (13) 을 가지고, 상기 돌출부들은 슬리브형 커플링 하우징 (16) 에 형성된 여러 개의 절취부들 (17) 에 결합되는, 전기 모터를 갖는 자동차 제동 시스템용 브레이크-압력 제어 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    외부 링 (12) 에 대향하는 단부에서, 압력 링 (11) 은 주변에 걸쳐 고르게 분포된 여러 개의 램프들 (18) 을 가지며, 상기 램프들은 여러 개의 프로파일링된 외형부들 (19) 과 결합되며, 상기 프로파일링된 외형부들은 상기 외부 링 (12) 의 단부면 상에 형성되고 그리고 상기 램프들 (18) 의 외형부에 맞춰지는, 전기 모터를 갖는 자동차 제동 시스템용 브레이크-압력 제어 디바이스.
  8. 삭제
  9. 제 5 항에 있어서,
    외부 케이싱에서, 상기 내부 링 (10) 은 상기 압력 링 (11) 의 반경방향 리세스들 (22) 과 결합하는 여러 개의 페그들 (8) 을 가지는, 전기 모터를 갖는 자동차 제동 시스템용 브레이크-압력 제어 디바이스.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 내부 링 (10) 으로부터 멀리 대향하는 압력 링 (11) 의 단부면과 상기 커플링 하우징 (16) 에 고정된 단부 플레이트 (23) 사이에 온듈라 와셔 (24) 가 끼워지는, 전기 모터를 갖는 자동차 제동 시스템용 브레이크-압력 제어 디바이스.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 마찰 슬립 커플링 (9) 은, 외부에서부터 내부로 순서대로, 단부 플레이트 (23), 온듈라 와셔 (24), 압력 링 (11), 내부 링 (10) 및 외부 링 (12) 이 배열되는 슬리브형 커플링 하우징 (19) 을 가지며, 상기 단부 플레이트, 상기 온듈라 와셔, 상기 압력 링, 상기 내부 링 및 상기 외부 링은 상기 커플링 하우징 (16) 의 주변에 걸쳐 분포된 여러 개의 클립들 (25) 에 의해 상기 커플링 하우징 (16) 에 유지되며, 이러한 목적을 위해, 상기 단부 플레이트 (23) 는 상기 클립들 (25) 에 의해 접촉되는, 전기 모터를 갖는 자동차 제동 시스템용 브레이크-압력 제어 디바이스.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 마찰 슬립 커플링 (9) 은 전기 모터에 고정하기 위해 주변에 걸쳐 분포된 여러 개의 클립들 (26) 을 가진 슬리브형 커플링 하우징 (16) 을 가지는, 전기 모터를 갖는 자동차 제동 시스템용 브레이크-압력 제어 디바이스.
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