WO2013149901A1 - Antriebsvorrichtung eines bremskraftverstärkers mit einer antreibbaren welle - Google Patents

Antriebsvorrichtung eines bremskraftverstärkers mit einer antreibbaren welle Download PDF

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WO2013149901A1
WO2013149901A1 PCT/EP2013/056498 EP2013056498W WO2013149901A1 WO 2013149901 A1 WO2013149901 A1 WO 2013149901A1 EP 2013056498 W EP2013056498 W EP 2013056498W WO 2013149901 A1 WO2013149901 A1 WO 2013149901A1
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WO
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shaft part
drive
drive device
output shaft
damping
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PCT/EP2013/056498
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Inventor
Patrick Christian SCHAEFER
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/745—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on a hydraulic system, e.g. a master cylinder

Definitions

  • the invention relates to a drive device, in particular a
  • Brake booster of a motor vehicle having a drivable shaft, which has a drive side and an output side and is rotatably mounted in a housing.
  • DE 103 27 553 A1 discloses an electromechanical
  • Brake booster having a piston rod for directly connecting a brake pedal with a piston of a master cylinder, an electric motor with a stator and a rotor concentrically around the
  • Piston rod are arranged, and a spindle drive with a rotatably mounted, axially movable spindle screw, which is driven via the rotor of the motor and upon activation of the rotor for
  • Brake booster starts against a driver and pushes it in the direction of the master cylinder.
  • the spindle drive thus forms a drivable shaft, which is acted upon or loaded both rotationally and axially with forces. Also with drive devices, the one
  • Braking system and drive motor, in particular electric motor, transmitted become.
  • Such forces occur, for example, in a highly dynamic startup or stopping of the drive motor when abutting against a, in particular output side mechanical hard stop, suddenly occurring counter forces in the brake system or uniform suggestions of a liquid column in the brake system.
  • the approach to the mechanical stop has proven to be critical, as a result, the mechanical parts are highly loaded and the kinetic energy of the system must be reduced abruptly.
  • the drive device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that in a simple manner excess kinetic energy is dissipated, without the need for a heavy and sluggish mechanics.
  • the drive device according to the invention is characterized in that the shaft is designed in several parts and at least one damping part is provided between two shaft parts for receiving rotational and / or axially acting forces. The drive device is thus taken the rigidity of the driven shaft. Due to the multi-part design, the different shaft parts of the shaft can be moved relative to each other. By the arrangement of the damping part between them
  • Output shaft part is formed, wherein the drive shaft part and the
  • Output shaft part are operatively connected to each other by the damping member.
  • the damping part acts between the drive side and the output side of the shaft, so that the drive side and output side are connected to one another in a damped manner.
  • this has an effect due to the advantageous damping now less critical or not on the drive side or, for example, driving the drive side
  • Damping part as a separate damping element axially between the
  • the damping element can absorb not only rotationally acting forces, but also axially acting forces, as they arise for example in a worm gear or a spindle drive.
  • the damping element with the drive shaft part and the output shaft part in particular with their mutually facing end faces, materially connected.
  • This cohesive connection can be
  • Circumferential direction acting forces can be absorbed and transmitted.
  • the drive shaft part and the output shaft part preferably have rotational drive stops acting on one another.
  • the rotational driving stops act in the circumferential direction so far together, so that a
  • rotational forces or Torques dampened may alternatively or in addition to the arrangement be provided axially between the drive shaft and the output shaft.
  • Damping element and the rotational driving stops are expediently designed such that a damping takes place in at least one direction of rotation.
  • the rotational driving stops and the damping element are designed such that occurring in both directions of rotation torques or rotationally acting forces can be absorbed or damped.
  • the output shaft part has an axial receptacle, in which the drive shaft part rests with an end portion partially rotationally fixed and axially displaceable.
  • the Axialness and the end portion preferably have complementary Poygonformen to form the rotational driving stops.
  • a particularly simple design of the rotary driving stops is offered, in addition to the
  • a rotary encoder for a rotation angle sensor is arranged at a free shaft end of the drive shaft part or the output shaft part.
  • Angle of rotation sensor is expediently arranged stationary in the housing of the drive device, and detects the signal or the
  • the rotary encoder has a stub shaft, which is rotatably held in an end-side axial recess of the free shaft end and axially displaceable, and at its free end face
  • Rotary encoder element in particular a Drehwinkelgebermagneten carries. Due to the axially displaceable arrangement of the rotary encoder and thus of the rotary encoder element ensures that even if the Damping element is claimed due to acting axial forces, the
  • Housing ie in particular at its distance to the rotation angle sensor, remains constant. This ensures that even at a high
  • Drive shaft part or the output shaft part has to its axially displaceable and rotationally fixed receptacle.
  • the damping element is designed as a plastic element, in particular as an elastomeric element.
  • the plastic element or elastomer element can be produced by simple means and provide at the appropriate place in and / or on the drive shaft.
  • Figure 1 shows a first embodiment of an advantageous
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the drive device
  • FIG 4 shows a fourth embodiment of the drive device with a rotary encoder.
  • FIG. 1 shows a simplified representation of a drive device 1 of a brake booster of a motor vehicle, not shown here.
  • the drive device 1 has a drive shaft 2, which is rotatably mounted in a case 3 only indicated here.
  • For rotatable storage are two Rolling 4 and 5 provided that form a fixed-lot storage for the shaft 2, wherein the rolling element bearing 4 a movable bearing and the rolling element 5 forms a fixed bearing.
  • the rolling element bearing 5 is here for example, as shown in Figure 1 by an axial abutment shoulder on the drive shaft part 6 and a locking ring secured axially on the drive shaft part 6.
  • the shaft 4 is formed by two separate shaft parts, a drive shaft part 6 and an output shaft part 7, wherein the drive shaft part 6, the
  • Worm gear 10 rotatably arranged.
  • a damping element 1 1 is arranged axially as a damping member 12.
  • Damping element 1 1 is made of an elastomer and with the mutually facing end faces of the output shaft 7 and the drive shaft. 6
  • Torque can be transmitted from the drive shaft part 6 to the output shaft part 7.
  • the damping element 1 1 is characterized both rotationally and axially deformed and thereby absorbs the kinetic energy of the drive-side part of the drive device 1 at least substantially, so that damage to the drive device 1, in particular the electrical
  • Figure 2 shows a further embodiment of the drive device 1.
  • Figure 2 and the following figures are already known from Figure 1 elements with the same reference numerals, so that reference is made to the above description. The following is intended essentially to the
  • the output shaft part 7 is also formed in two parts, wherein the
  • Output shaft part 7 is provided.
  • the screw 9 has an axial end 13 for receiving an end portion 14 of the drive shaft part 6 on the front side.
  • the end portion 14 of the drive shaft 6 has an external toothing, which cooperates with an internal toothing of the axial receptacle 13 of the screw 9 positively to transmit a torque.
  • the tooth lines of the toothing run parallel to the axis of rotation of the shaft 2, which is indicated here by a dashed line, so that the end portion 14 rotatably and axially displaceable in the Axialfact 13 rests.
  • the drive device 1 reacts, for example, when the worm wheel, not shown blocked, such that the screw 9 is displaced axially under deformation of the damping element 1 1, while the drive shaft 6 remains in its axial position.
  • the damping element takes 1 1 only axial forces.
  • the damping element 1 1 not in the output shaft part 7, but in the drive shaft part 6 for receiving axial forces.
  • the output shaft part 7 in the region of the screw 9, the axial retainer 13, in which the end portion 14 of the drive shaft part 6 rests in regions and non-rotatably with the
  • Output shaft part 7 is connected.
  • the end portion 14 and the Axialsuit 13 are seen in cross-section provided with a substantially complementary polygonal shape, which form rotary driving stops 15 and 16 respectively.
  • FIGS. 3B and 3C show different embodiments of the rotary driving connection. It is provided that a damping element 17 is arranged in the circumferential direction between the driving stops 15 and 16. According to the present embodiment, while the damping element 17 is annular, so that it surrounds the end portion 14 of the drive shaft part 6 circumferentially completely. In the area of the rotary driving stops 15 and 16, the damping element according to the expected forces to be absorbed on a sufficient height in the circumferential direction seen. According to Figure 3B, the damping element 17 is designed such that both directions of rotation can absorb the same high forces and are thus formed symmetrically.
  • Damping element 17 formed asymmetrically to accommodate high forces in only one direction of rotation. This is preferred if in the application in a rotational or loading direction, a low loss of attenuation and in the opposite direction, a high attenuation is required. In both cases, a positive torque transmission from the drive shaft part 6 to the output shaft part 7 is ensured.
  • the damping element 17 may be provided in addition to the previously described damping element 1 1 in the drive device 1. Alternatively, it is also conceivable, instead of the damping element 1 1 the
  • damping element 17 By an appropriate design of the damping element 17, it would also be conceivable, by means of Damping element 17 to dampen or absorb both rotational and axial forces.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of the drive device 1.
  • the drive device 1 is provided with a rotary encoder 18, which cooperates with a rotational angle sensor, not shown here, for determining the rotational angular position of the drive shaft part 6.
  • the rotary encoder 18 has for this purpose a stub shaft 19, which in
  • the free shaft end 20 of the drive shaft part 6 in this case has an axial recess 21, in which the stub shaft 19 rests in regions.
  • the stub shaft 19 is axially displaceable and rotatably held in the axial recess 21.
  • the stub shaft 19 and the axial recess 21 a are axially displaceable and rotatably held in the axial recess 21.
  • a rotary encoder magnet 23 is arranged on the stub shaft 19, whose magnetic field is detected by the rotation angle sensor and used to determine the rotational angular position of the drive shaft part 6.
  • the stub shaft 19 is associated with a further rolling element bearing 24, which is designed as a fixed bearing. Furthermore, it is provided here that the rolling element bearing 4 as a fixed bearing and the
  • WälzSystem larger 5 is designed as a floating bearing.
  • the drive device 1 ensures that the rotary encoder magnet 23, which is expediently designed as a permanent magnet with at least one pole pairing, always has the same distance from the rotational angle sensor. Even if the shaft 2 unintentionally shifts permanently due to overloading within its bearing, for example in the present press-fit connections, the rotational angle magnet 23 would remain in its position or orientation to the rotation angle sensor.
  • the rotation angle sensor is designed as a Hall sensor.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (1 ), insbesondere Bremskraftverstärker eines Kraftfahrzeugs, mit einer antreibbaren Welle (2), die eine Antriebsseite und eine Abtriebsseite aufweist und in einem Gehäuse (3) drehbar gelagert angeordnet ist. Es ist vorgesehen, dass die Welle (2) mehrteilig ausgebildet ist und mindestens ein Dämpfungsteil (11, 17) zur Aufnahme rotatorischer und/oder axial wirkender Kräfte aufweist.

Description

Beschreibung
ANTRIEBSVORRICHTUNG EINES BREMSKRAFTVERSTÄRKERS MIT EINER ANTREIBBAREN WELLE
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, insbesondere einen
Bremskraftverstärker eines Kraftfahrzeuges, mit einer antreibbaren Welle, die eine Antriebsseite und eine Abtriebsseite aufweist und in einem Gehäuse drehbar gelagert angeordnet ist.
Stand der Technik Antriebsvorrichtungen, insbesondere Bremskraftverstärker, der Eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die DE 103 27 553 A1 einen elektromechanischen
Bremskraftverstärker, der eine Kolbenstange zur direkten Verbindung eines Bremspedals mit einem Kolben eines Hauptbremszylinders aufweist, einen elektrischen Motor mit einem Stator und einem Rotor, die konzentrisch um die
Kolbenstange angeordnet sind, sowie einen Spindeltrieb mit einer drehfest gelagerten, axial bewegbaren Spindelschraube, welche über den Rotor des Motors angetrieben wird und bei Aktivierung des Rotors zur
Bremskraftverstärkung gegen einen Mitnehmer anläuft und diesen in Richtung des Hauptbremszylinders drückt. Der Spindeltrieb bildet insoweit eine antreibbare Welle, die sowohl rotatorisch als auch axial mit Kräften beaufschlagt beziehungsweise belastet wird. Auch bei Antriebsvorrichtungen, die ein
Schneckenradgetriebe aufweisen, bei welchem auf einer antreibbaren Welle eine Schnecke sitzt, die mit einem Schneckenrad abtriebsseitig zusammenwirkt, treten sowohl axial als auch rotatorisch beziehungsweise in Umfangsrichtung wirkende Kräfte beziehungsweise Momente auf, wie beispielsweise in der DE 30 31 643 C2 beschrieben.
Bei den beschriebenen Bremskraftverstärkern kommt es in bestimmten
Betriebsfällen zu sehr hohen Kräften oder Schwingungen, die zwischen
Bremssystem und Antriebsmotor, insbesondere Elektromotor, übertragen werden. Derartige Kräfte treten beispielsweise bei einem hochdynamischen Anfahren oder Anhalten des Antriebsmotors, bei einem Anstoßen gegen einen, insbesondere abtriebsseitigen mechanischen harten Anschlag, bei plötzlich auftretenden Gegenkräften im Bremssystem oder bei gleichförmigen Anregungen einer Flüssigkeitssäule im Bremssystem auf. Insbesondere hat sich in der Praxis das Anfahren in den mechanischen Anschlag als kritisch erwiesen, da hierdurch die mechanischen Teile hoch belastet werden und die kinetische Energie des Systems schlagartig abgebaut werden muss.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass in einfacher Art und Weise überschüssige kinetische Energie abgebaut wird, ohne dass es hierzu einer schweren und trägen Mechanik bedarf. Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Welle mehrteilig ausgebildet ist und mindestens ein Dämpfungsteil zwischen zwei Wellenteilen zur Aufnahme rotatorischer und/oder axial wirkender Kräfte vorgesehen ist. Der Antriebsvorrichtung wird somit die Starrheit der antreibbaren Welle genommen. Durch die mehrteilige Ausführung lassen sich die unterschiedlichen Wellenteile der Welle relativ zueinander bewegen. Durch die Anordnung des Dämpfungsteils zwischen diesen
Wellenteilen werden die Relativbewegungen zwischen den Wellenteilen gedämpft, so dass einerseits eine Kraftübertragung gewährleistet wird, und andererseits kritische Kräfte nicht schlagartig weitergeleitet werden. Durch die integrierte Dämpfung der Welle kann eine schwere Ausbildung der Welle zur Nutzung ihres Trägheitsmoments als Dämpfungsmittel entfallen.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Antriebsseite der Welle von einem Antriebswellenteil und die Abtriebsseite der Welle von einem separaten
Abtriebswellenteil gebildet wird, wobei das Antriebswellenteil und das
Abtriebswellenteil durch das Dämpfungsteil miteinander wirkverbunden sind. Hierbei ist also vorgesehen, dass das Dämpfungsteil zwischen der Antriebsseite und der Abtriebsseite der Welle wirkt, so dass Antriebsseite und Abtriebsseite gedämpft miteinander verbunden sind. Insbesondere wenn abtriebsseitig ein mechanischer Anschlag angefahren wird, wirkt sich dies aufgrund der vorteilhaften Dämpfung nunmehr weniger kritisch beziehungsweise nicht auf die Antriebsseite oder beispielsweise einen die Antriebsseite antreibenden
Antriebsmotor, insbesondere Elektromotor, aus. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das
Dämpfungsteil als separates Dämpfungselement axial zwischen dem
Antriebswellenteil und dem Abtriebswellenteil angeordnet ist. Durch die
Anordnung axial zwischen den Wellenteilen kann das Dämpfungselement nicht nur rotatorisch wirkende Kräfte, sondern auch axial wirkende Kräfte aufnehmen, wie sie beispielsweise bei einem Schneckengetriebe oder einem Spindelantrieb entstehen.
Bevorzugt ist das Dämpfungselement mit dem Antriebswellenteil und dem Abtriebswellenteil, insbesondere mit deren einander zugewandten Stirnseiten, stoffschlüssig verbunden. Diese stoffschlüssige Verbindung lässt sich
beispielsweise durch Verwenden eines Klebmittels oder durch ein Verschweißen mit oder ohne zusätzlichem Schweißmittel erreichen. Die stoffschlüssige
Verbindung hat den Vorteil, dass das Dämpfungselement sicher mit den beiden Wellenteilen verbunden ist und insofern axial und/oder rotatorisch (in
Umfangsrichtung) wirkende Kräfte aufgenommen und übertragen werden können.
Vorzugsweise weisen das Antriebswellenteil und das Abtriebswellenteil miteinander wirkende Drehmitnahmeanschläge auf. Die Drehmitnahmeanschläge wirken insofern in Umfangsrichtung gesehen zusammen, so dass eine
Rotationskraft formschlüssig von dem Antriebswellenteil auf das
Abtriebswellenteil übertragen wird. Hierdurch wird gewährleistet, dass auch hohe Drehmomente übertragen werden können. Ist das Dämpfungselement, wie zuvor beschrieben, in diesem Fall axial zwischen Antriebswellenteil und
Abtriebswellenteil angeordnet, so werden axial wirkende Kräfte gedämpft, während rotatorisch wirkende Kräfte formschlüssig direkt übertragen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dämpfungselement zur Aufnahme rotatorisch wirkender Kräfte in
Umfangsrichtung zwischen den Drehmitnahmeanschlägen angeordnet ist.
Gemäß dieser Ausführungsform werden somit Rotationskräfte beziehungsweise Drehmomente gedämpft. Die Anordnung in Umfangsrichtung zwischen den Drehmitnahmeanschlägen kann alternativ oder zusätzlich zu der Anordnung axial zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle vorgesehen sein. Das
Dämpfungselement und die Drehmitnahmeanschläge sind zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass eine Dämpfung in zumindest eine Rotationsrichtung erfolgt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drehmitnahmeanschläge und das Dämpfungselement derart ausgebildet sind, dass in beide Drehrichtungen auftretende Drehmomente beziehungsweise rotatorisch wirkende Kräfte aufgenommen beziehungsweise gedämpft werden können.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Abtriebswellenteil eine Axialaufnahme aufweist, in welcher das Antriebswellenteil mit einem Endabschnitt bereichsweise drehfest und axial verschieblich einliegt. Wobei die Axialaufnahme und der Endabschnitt bevorzugt zueinander komplementäre Poygonformen zur Bildung der Drehmitnahmeanschläge aufweisen. Hier wird eine besonders einfache Gestaltung der Drehmitnahmeanschläge geboten, die darüber hinaus die
Axialverschieblichkeit zwischen Abriebswelle und Antriebswelle ermöglicht.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an einem freien Wellenende des Antriebswellenteils oder des Abtriebswellenteils ein Drehwinkelgeber für einen Drehwinkelsensor angeordnet ist. Der
Drehwinkelsensor ist zweckmäßigerweise im Gehäuse der Antriebsvorrichtung ortsfest angeordnet, und erfasst das Signal beziehungsweise die
Winkellageposition des Drehwinkelgebers an dem Wellenende. Durch Kenntnis der Drehwinkellage des Wellenendes, insbesondere des Antriebswellenteils, lässt sich eine vorteilhafte Ansteuerung des Elektromotors durchführen.
Vorzugsweise weist der Drehwinkelgeber einen Wellenstumpf auf, der in einer Stirnseitigen Axialaussparung des freien Wellenendes drehfest und axial verschieblich gehalten ist, und an seiner freien Stirnseite ein
Drehwinkelgeberelement, insbesondere einen Drehwinkelgebermagneten trägt. Durch die axial verschiebliche Anordnung des Drehwinkelgebers und damit des Drehwinkelgeberelementes wird gewährleistet, dass auch dann, wenn das Dämpfungselement aufgrund wirkender Axialkräfte beansprucht wird, die
Drehwinkelposition des Drehwinkelgebers der Drehwinkelposition des
entsprechenden Wellenteils entspricht und in seiner axialen Lage in dem
Gehäuse, also insbesondere in seiner Entfernung zu dem Drehwinkelsensor, konstant bleibt. Dadurch wird gewährleistet, dass auch bei einer hohen
Beanspruchung des Dämpfungselements und insbesondere auch wenn sich die Lage der Welle dauerhaft verändert, die Entfernung zwischen Drehwinkelgeber und -sensor gleich bleibt und insofern die Drehwinkellage stets korrekt erfasst werden kann. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist es natürlich auch denkbar, dass der Wellenstumpf des Drehwinkelgebers nicht in einer
Aussparung einliegt, sondern eine Aussparung für ein freies Ende des
Antriebswellenteils oder des Abtriebswellenteils zu dessen axial verschieblichen und drehfesten Aufnahme aufweist.
Besonders bevorzugt ist das Dämpfungselement als Kunststoffelement, insbesondere als ein Elastomerelement ausgebildet. Das Kunststoffelement beziehungsweise Elastomerelement lässt sich mit einfachen Mitteln herstellen und an entsprechender Stelle in und/oder an der Antriebswelle vorsehen.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer vorteilhaften
Antriebsvorrichtung,
Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung,
Figuren 3A bis C ein drittes Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung und
Figur 4 ein viertes Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung mit einem Drehwinkelgeber.
Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung eine Antriebsvorrichtung 1 eines hier nicht näher dargestellten Bremskraftverstärkers eines Kraftfahrzeuges. Die Antriebsvorrichtung 1 weist eine Antriebswelle 2 auf, die in einem hier nur angedeuteten Gehäuse 3 drehbar gelagert ist. Zur drehbaren Lagerung sind zwei Wälzkörperlager 4 und 5 vorgesehen, die eine Fest-Los-Lagerung für die Welle 2 bilden, wobei das Wälzkörperlager 4 ein Loslager und das Wälzkörperlager 5 ein Festlager bildet. Das Wälzkörperlager 5 ist hierbei beispielsweise, wie in Figur 1 gezeigt durch eine axiale Anlageschulter auf dem Antriebswellenteil 6 und einen Sicherungsring axial auf dem Antriebeswellenteil 6 gesichert.
Die Welle 4 wird von zwei separaten Wellenteilen, einem Antriebswellenteil 6 und einem Abtriebswellenteil 7 gebildet, wobei dem Antriebswellenteil 6 das
Wälzkörperlager 5 und dem Abtriebswellenteil 7 das Wälzkörperlager 4 zugeordnet ist. Auf dem Antriebswellenteil 6 ist drehfest der Rotor oder Anker 8 einer hier nicht näher dargestellten elektrischen Maschine angeordnet.
Auf dem Abtriebswellenteil 7 ist drehfest eine Schnecke 9 eines
Schneckengetriebes 10 drehfest angeordnet. Ein mit der Schnecke 9
kämmendes abtriebsseitiges Schneckenrad ist nicht dargestellt.
Zwischen dem Antriebswellenteil 6 und dem Abtriebswellenteil 7 ist axial ein Dämpfungselement 1 1 als Dämpfungsteil 12 angeordnet. Das
Dämpfungselement 1 1 ist aus einem Elastomer gefertigt und mit den einander zugewandten Stirnseiten der Abtriebswelle 7 und der Antriebswelle 6
stoffschlüssig, insbesondere durch Verkleben, verbunden, so dass ein
Drehmoment von dem Antriebswellenteil 6 auf das Abtriebswellenteil 7 übertragen werden kann.
Fährt der abtriebsseitige Teil der Antriebsvorrichtung 1 beispielsweise gegen einen harten mechanischen Anschlag, wirken sich auf die Abtriebswelle 7 Kräfte aus, die axial und in Umfangsrichtung gesehen, also rotatorisch auf die Welle 2 wirken. Das Dämpfungselement 1 1 wird dadurch sowohl rotatorisch als auch axial verformt und nimmt dadurch die kinetische Energie des antriebsseitigen Teils der Antriebsvorrichtung 1 zumindest im Wesentlichen auf, so dass eine Beschädigung der Antriebsvorrichtung 1 , insbesondere der elektrischen
Maschine verhindert wird. Die Fest-Los-Lagerung der Welle 2 erlaubt dabei, dass sich beispielsweise das Abtriebswellenteil 7 axial zu dem Antriebswellenteil 6 verlagert. Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung 1. In Figur 2 und den folgenden Figuren sind aus Figur 1 bereits bekannt Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die oben stehende Beschreibung verwiesen wird. Im Folgenden soll im Wesentlichen auf die
Unterschiede eingegangen werden.
Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung 1 unterscheidet sich von dem vorherigen Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dahingehend, dass beide Wälzkörperlager 5 und 4 als Festlager ausgebildet sind. So ist nunmehr auch das Wälzkörperlager 4 zwischen einer axialen
Anlageschulter des Abtriebswellenteils 7 und einem Sicherungsring axial auf der Welle 2 gesichert. Darüber hinaus ist das Dämpfungselement 1 1 nunmehr zwischen der Schnecke 9 und dem Wälzkörperlager 4 in dem Abtriebswellenteil 7 vorgesehen. Insofern ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Abtriebswellenteil 7 ebenfalls zweigeteilt ausgebildet, wobei das
Dämpfungselement 1 1 axial zwischen der Schnecke 9 und dem übrigen
Abtriebswellenteil 7 vorgesehen ist.
Die Schnecke 9 weist stirnseitig eine Axialaufnahme 13 zur Aufnahme eines Endabschnitts 14 des Antriebswellenteils 6 auf. Dabei weist der Endabschnitt 14 der Antriebswelle 6 eine Außenverzahnung auf, die mit einer Innenverzahnung der Axialaufnahme 13 der Schnecke 9 formschlüssig zur Übertragung eines Drehmoments zusammenwirkt. Die Zahnlinien der Verzahnung verlaufen dabei parallel zur Rotationsachse der Welle 2, die hier mit einer Strichpunktlinie angedeutet ist, so dass der Endabschnitt 14 drehfest und axial verschieblich in der Axialaufnahme 13 einliegt.
Die Antriebsvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel von Figur 2 reagiert beispielsweise wenn das nicht dargestellte Schneckenrad blockiert, derart, dass die Schnecke 9 unter Verformung des Dämpfungselements 1 1 axial verschoben wird, während die Antriebswelle 6 in ihrer axialen Position verbleibt. In diesem Fall nimmt das Dämpfungselement 1 1 lediglich axiale Kräfte auf. Alternativ zu der formschlüssigen Verbindung zwischen Antriebswellenteil 6 und Schnecke 9 ist es auch denkbar, eine kraftschlüssige Verbindung vorzusehen. Alternativ ist auch denkbar, das Dämpfungselement 1 1 nicht in dem Abtriebswellenteil 7, sondern in dem Antriebswellenteil 6 zur Aufnahme von Axialkräften vorzusehen. Figur 3A zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung 1. Wie im Ausführungsbeispiel von Figur 2 gezeigt, weist das Abtriebswellenteil 7 im Bereich der Schnecke 9 die Axialaufnahme 13 auf, in welcher der Endabschnitt 14 des Antriebswellenteils 6 bereichsweise einliegt und drehfest mit dem
Abtriebswellenteil 7 verbunden ist. Dazu sind der Endabschnitt 14 und die Axialaufnahme 13 -im Querschnitt gesehen- mit einer im Wesentlichen komplementäre Polygonform versehen, welche Drehmitnahmeanschläge 15 beziehungsweise 16 bilden.
Figuren 3B und 3C zeigen hier unterschiedliche Ausführungsformen der Drehmitnahmeverbindung. Dabei ist vorgesehen, dass ein Dämpfungselement 17 in Umfangsrichtung zwischen den Mitnahmeanschlägen 15 und 16 angeordnet ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dabei das Dämpfungselement 17 ringförmig ausgebildet, so dass es den Endabschnitt 14 des Antriebswellenteils 6 umfangsseitig vollständig umgibt. Im Bereich der Drehmitnahmeanschläge 15 und 16 weist das Dämpfungselement entsprechend der zu erwartenden aufzunehmenden Kräfte eine ausreichende Höhe in Umfangsrichtung gesehen auf. Gemäß Figur 3B ist das Dämpfungselement 17 dabei derart ausgebildet, dass beide Drehrichtungen gleich hohe Kräfte aufnehmen können und insofern symmetrisch ausgebildet sind.
Gemäß dem in Figur 3C dargestellten Ausführungsbeispiel ist das
Dämpfungselement 17 asymmetrisch ausgebildet, um hohe Kräfte in nur einer Drehrichtung aufzunehmen. Dies wird bevorzugt, wenn im Anwendungsfall in eine Dreh- beziehungsweise Belastungsrichtung ein geringer Dämpfungsverlust und in die entgegengesetzte Richtung eine hohe Dämpfung erforderlich ist. In beiden Fällen ist eine formschlüssige Drehmomentübertragung von dem Antriebswellenteil 6 auf das Abtriebswellenteil 7 gewährleistet.
Das Dämpfungselement 17 kann zusätzlich zu dem zuvor beschriebenen Dämpfungselement 1 1 in der Antriebsvorrichtung 1 vorgesehen sein. Alternativ ist es aber auch denkbar, anstelle des Dämpfungselements 1 1 das
Dämpfungselement 17 vorzusehen. Durch eine entsprechende Gestaltung des Dämpfungselements 17 wäre es darüber hinaus auch denkbar, mittels des Dämpfungselement 17 sowohl rotatorische als auch axiale Kräfte zu dämpfen beziehungsweise aufzunehmen.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung 1. In diesem Fall ist die Antriebsvorrichtung 1 mit einem Drehwinkelgeber 18 versehen, der mit einem im Gehäuse 3 angeordneten Drehwinkelsensor, hier nicht dargestellt, zur Bestimmung der Drehwinkelposition des Antriebswellenteils 6 zusammenwirkt.
Der Drehwinkelgeber 18 weist hierzu einen Wellenstumpf 19 auf, der im
Längsschnitt gesehen im Wesentlichen T-förmig ausgebildet ist. Das freie Wellenende 20 des Antriebswellenteils 6 weist hierbei eine Axialaussparung 21 auf, in welcher der Wellenstumpf 19 bereichsweise einliegt. Der Wellenstumpf 19 ist dabei axial verschieblich und drehfest in der Axialaussparung 21 gehalten. Hierzu weisen der Wellenstumpf 19 und die Axialaussparung 21 eine
entsprechende Polygonform zur Bildung einer formschlüssigen Kraftübertragung in Rotationsrichtung auf. An seinem freien Ende 22 ist an dem Wellenstumpf 19 ein Drehwinkelgebermagnet 23 angeordnet, dessen Magnetfeld von dem Drehwinkelsensor erfasst und zur Bestimmung der Drehwinkelposition des Antriebswellenteils 6 genutzt wird. Dem Wellenstumpf 19 ist ein weiteres Wälzkörperlager 24 zugeordnet, das als Festlager ausgebildet ist. Weiterhin ist hierbei vorgesehen, dass das Wälzkörperlager 4 als Festlager und das
Wälzkörperlager 5 als Loslager ausgebildet ist.
Die Antriebsvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel von Figur 4 gewährleistet, dass der Drehwinkelgebermagnet 23, der zweckmäßigerweise als Permanentmagnet mit mindestens einer Polpaarung ausgebildet ist, immer denselben Abstand zu dem Drehwinkelsensor aufweist. Sogar wenn sich die Welle 2 durch Überlastung unbebabsichtigt dauerhaft innerhalb ihrer Lagerung verschiebt, beispielsweise bei vorliegenden Presssitz-Verbindungen, würde der Drehwinkelmagnet 23 in seiner Position beziehungsweise Ausrichtung zu dem Drehwinkelsensor verbleiben. Vorzugsweise ist der Drehwinkelsensor als Hall- Sensor ausgebildet.

Claims

Ansprüche
1 . Antriebsvorrichtung (1 ), insbesondere Bremskraftverstärker eines
Kraftfahrzeugs, mit einer antreibbaren Welle (2), die eine Antriebsseite und eine Abtriebsseite aufweist und in einem Gehäuse (3) drehbar gelagert angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) mehrteilig ausgebildet ist und mindestens ein Dämpfungsteil (1 1 , 17) zur Aufnahme rotatorischer und/oder axial wirkender Kräfte aufweist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsseite von einem Antriebswellenteil (6) und die Abtriebsseite von einem separaten Abtriebswellenteil (7) gebildet wird, wobei das
Antriebswellenteil (6) und das Abtriebswellenteil (7) durch das Dämpfungsteil (1 1 , 17) miteinander wirkverbunden sind.
3. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsteil (12) als Dämpfungselement (1 1 ) axial zwischen dem Antriebswellenteil (6) und dem Abtriebswellenteil (7) angeordnet ist.
4. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (1 1 ) mit dem
Antriebswellenteil (6) und dem Abtriebswellenteil (7), insbesondere mit deren einander zugewandten Stirnseiten, stoffschlüssig verbunden ist.
5. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebswellenteil (6) und das Abtriebswellenteil (7) miteinander wirkende Drehmitnahmeanschläge (15, 16) aufweisen.
6. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (1 1 ) zur Aufnahme rotatorischer Kräfte in zumindest eine Umfangsrichtung zwischen den Mitnahmeanschlägen (15, 16) angeordnet ist.
7. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebswellenteil (7) eine Axialaufnahme (13) aufweist, in welcher das Antriebswellenteil (6) mit einem Endabschnitt (14) drehfest und axial verschieblich bereichsweise einliegt.
8. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem freien Wellenende (20) des
Antriebswellenteils (6) oder des Abtriebswellenteils (7) stirnseitig ein Drehwinkelgeber (18) angeordnet ist.
9. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwinkelgeber (18) einen Wellenstumpf (19) aufweist, der in einer stirnseitigen Axialaussparung (21 ) des freien Endes (20) drehfest und axial verschiebbar gehalten einliegt und an seiner freien Stirnseite ein Drehwinkelgeberelement, insbesondere
Drehwinkelgebermagnet (23), trägt.
10. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (1 1 , 17) ein
Kunststoffelement, insbesondere ein Elastomerelement ist.
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