-
Die Erfindung betrifft einen hochdynamischen Kurzbauantrieb, mit einem Elektromotor und einem integrierten Getriebe zur Betätigung eines hydraulischen Aktuators, insbesondere für Bremssysteme.
-
Stand der Technik
-
Elektro-hydraulische Antriebe kommen immer mehr zum Einsatz bei Bremssystemen zur Bremskraftverstärkung (BKV) und zur Druckmodulation, auch bei Fahrwerksystemen zur adaptiven Niveauregulierung.
-
Ein Beispiel für ein Bremssystem mit einem elekto-hydraulischem Antrieb zeigt z. B. die
DE 20 2005 018 018 der Anmelderin.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb zu schaffen, der bezüglich seiner Baulänge optimiert ist.
-
Lösung der Aufgabe
-
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der hydraulische Aktuator teilweise im Inneren eines vom Elektromotor, insbesondere dessen Läufer gebildeten Hohlraumes angeordnet ist.
-
Mit der erfindungsgemäßen Lösung, bei der der Aktuator bzw. Teile desselben mit anderen Worten in eine im Motor bzw. Rotor gebildeten zentrale Ausnehmung eintaucht wird ein Kurzbauantrieb geschaffen, der hinsichtlich seiner Baulänge optimiert ist und somit insgesamt eine sehr kurze Baulänge aufweist. Es kann damit z. B. ein kostengünstiges Bremssystem aufgebaut werden, bei dem Verstärker, Getriebe und ein Aktuator, d. h. ein Hauptbremszylinder, äußerst kompakt bzw. integriert und auf kleinstem Raum angeordnet sind.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
-
Eine besonders hohe Dynamik bzw. hohes Drehmoment und Regelbarkeit wird erreicht durch einen vorzugsweise Synchronmotor mit einer Leistung im Bereich von 200 bis 1000 Watt. Hierbei ist von großer Bedeutung, das Trägheitsmoment des Motors klein zu halten. In der
DE 1020050389 der Anmelderin ist ein Motor mit Innenläufer beschrieben, bei dem die Magnete auf einer dünnen Glocke befestigt sind mit einem fest stehenden Außen- und Innenstator. Hierbei muss der Magnetfluss zwei Luftspalte durchdringen. Hier ist das Trägheitsmoment besonders klein. Bei konventionellen Motoren sind die Magnete auf dem Rotor befestigt oder in diesen eingebettet. Der Rotor ist zylindrisch ausgebildet und sitzt auf der Antriebswelle. Das Trägheitsmoment ist hier erheblich größer, so dass für die gleiche Dynamik höhere Stromstärken und Leistungen erforderlich sind.
-
Eine erhebliche Reduzierung des Trägheitsmoments ist möglich durch eine rohrförmige Gestaltung des Rotors unter Verwendung von Magnetmaterial mit höherer Sättigungsreduktion, damit die Wandstärke klein gehalten werden kann. Auf dem Rohr sind die Permanentmagnete befestigt. Auch ist mit ähnlichem Aufbau ein Reluktanz- oder Asynchronmotor möglich. Hierbei ist der Rotor insbesondere rohrähnlich gestaltet mit einem weichmagnetischem Material hoher Flußdichte. Ein Reluktanzmotor mit vielpoligem Aufbau kann insbesondere dann zum Einsatz kommen wenn ein einfacher Aufbau im Vordergrund steht. Bei geringeren Anforderungen an Dynamik und Drehmoment ist es auch möglich Asynchronmaschinen einzusetzen.
-
Alternativ kann der Rotor mit einem glockenförmigen Träger aufgebaut sein, auf dem ebenfalls die Magnete befestigt sind. Zum Schutz des Ablösens der Magnete oder Teilen des Rotors wird über die Magnete eine dünnwandige Hülse gestülpt.
-
Die Verbindung des Rotors zur Mutter eines Kugelgewindetriebes (KGT) erfolgt zweckmäßig durch eine dünne, tief gezogene Hülse, die auf die Mutter und vorzugsweise in eine Nut der Mutter des KGT eingepresst ist. Eine Verlängerung der Hülse ist mit der radialen und axialen Lagerung des KGT verbunden. Das Gegenlager stützt sich am Rotor ab.
-
Bei umlaufender Mutter muss die axial bewegliche, drehfeste Spindel das effektive Drehmoment am Gehäuse abstützen. Dies erfolgt zweckmäßig mit Gleitelementen. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades und des Verschleißes wird hierzu eine Rolle vorgesehen. Die fest stehende Spindel hat außerdem den Vorteil, dass das Schmierfett nicht abgeschleudert wird.
-
Das Gehäuse des Motors kann teilweise in den Zylinder eines Aktuators bzw. einer Kolben-Zylinder-Einheit, insbesondere einen Hauptzylinder integriert oder von ihm getrennt werden. Letzteres hat Montagevorteile.
-
Kolben reagieren mitunter empfindlich auf Querkräfte, die Verschleiß und Beschädigung der Dichtungen verursachen. Wirkt eine Spindel auf einen Kolben, so kann sowohl ein radialer Versatz als auch Exzentrizität der umlaufenden Mutter auf die Spindel radial auf den Kolben einwirken. Deshalb ist die Verbindung von Spindel zu Kolben vorteilhaft querelastisch, z. B. als Rohr ausgebildet. Weiterhin ist es vorteilhaft, eine Kupplung zwischen Kolben und Spindelrohr einzusetzen, die es ermöglicht, den radialen Versatz durch Einbautoleranzen zu kompensieren, so dass nur noch die Exzentrizität auf den Kolben wirkt.
-
Insbesondere bei sicherheitsrelevanten Anwendungen ist es wichtig, dass der Motor problemlos arbeitet und nicht ausfällt. Um dies gerade auch bei einer Kombination von Motor und Spindelantrieb, bei der auch bei kleinen Undichtigkeiten in den Motorraum gelangen kann, zu erreichen, ist gemäß eine vorteilhaften Ausführung eine Auffangvorrichtung, insbesondere ein Auffangbehälter vorgesehen, der zweckmäßig mit einem Sensor, z. B. Elektroden versehen ist. Der Sensor spricht an, wenn eine Leckflüssigkeit in die Auffangvorrichtung bzw. den Auffangbehälter gelangt.
-
Innerhalb der Spindel kann ein Stößel verwendet werden, welcher bei ausgefallenem Motor noch eine Hilfskraft auf den Kolben überträgt. Die Kupplung, vorteilhaft eine kraftschlüssige Kupplung, insbesondere eine permanentmagnetische Haftkupplung, kann zu diesem Zweck entkuppelt werden, so dass der Stößel den Kolben relativ zur Spindel axial verschieben kann.
-
Der Motor hat vorzugsweise einen über Zahnrad angetriebenen Drehwinkelgeber, der für die Kommutierung des Motors und der Kolbenposition verwendet wird. Alternativ kann auch ein Segmentgeber vorgeshen sein, der über ein Polrad oder eine Lochscheibe über magnetische, induktive, kapazitive oder optische Sensoren die Winkelposition erfaßt.
-
Kurze Beschreibung der Figuren
-
Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
-
Es zeigen:
-
1: einen Schnitt durch die Antriebseinheit mit Motor und Spindel;
-
2: einen Ausschnitt der Spindel-Drehmomentenabstützung mit Rolle, und
-
3: ein Bremssystem, bei dem die Antriebseinheit vorteilhaft verwendet werden kann.
-
1 zeigt im Schnitt die wesentlichen Komponenten der Antriebseinheit. Der Stator mit Wicklung 1 ist eingespannt von Motorgehäuseteil links 3 und Motorgehäuseteil rechts 11, die über ein Außengehäuseteil 2 miteinander verbunden sind, z. B. mittels Nut und Verstemmung. Das Motorgehäuseteil links 3 kann getrennt vom Gehäuse 4 des hydraulischen Aktuators über einen Flansch, wie im oberen Teil der Figur dargestellt oder integriert sein, siehe untere Bildhälfte. Aus Montagegründen ist erstere Lösung günstiger, die zweite niedriger in den Kosten, da die nicht dargestellte Verschraubung zwischen 3 und 4 nicht notwendig wird. Das Motorgehäuseteil 3 weist einen radial innen, d. h. radial im Bereich der Aktuatorwandung liegenden zylindrischen Fortsatz auf und ragt damit tief bis etwa zur Mitte des Rotors und damit bis dicht an das Ende der Mutter 23 in den Motor bzw. in den Rotor 26 ein, der zu diesem Zweck in diesem Bereich einen Hohlraum bildet. Etwa ebenso tief taucht der Kolben des Aktuators ein, um Baulänge einzusparen.
-
Der Rotor 26 ist mit einer gestuften Hülse 22 verbunden, die auf die Mutter 23 eines Kugel-Gewinde-Getriebes (KGT) aufgepresst ist und zugleich den Innenring eines Vierpunktlagers 10 aufnimmt. Der Außenring ist mittels eines Z-Förmigen Halteteils am Motorgehäuse arretiert. Dieses Lager kann sowohl die hohen Axialkräfte der Spindel 18 aufnehmen als auch eine radiale, nahezu spielfreie Lagerung sein.
-
Das Gegenlager 28 befindet sich am Ende des Rotors 26 auf dem zylindrischen Fortsatz des Gehäuseteils 3 bzw. des Aktuators bzw. Hauptzylinders als so genanntes Loslager. In der unteren Bildhälfte ist eine alternative Lagerung dargestellt. Hier nimmt ein Axiallager 21 die Axialkräfte auf und die Radialkräfte ein Kugellager 19, welches von einer Lagerscheibe 34 begrenzt ist. Bei dieser Ausführung wird das Loslager 28 von Federelementen 29 gegen die Axiallager gedrückt. Die Axialkräfte wirken zur Kolbenbetätigung vorwiegend in einer Richtung zum Axiallager.
-
Der Rotor 26 kann unterschiedlich aufgebaut sein. In der oberen Bildhälfte besteht er aus einem weichmagnetischen Rohr mit hoher Kraftflussdichte und ist innen zur Übertragung des Drehmoments mit der gestuften Hülse 22 verbunden, welche vorzugweise in eine Nut der KGT-Mutter eingepresst ist. Am Außendurchmesser sind die Permanentmagnete 6 aufgeklebt, welche zusätzlich durch eine Schutzhülse 7 eingebunden sind, um zu vermeiden, dass sich vom Rotor ablösende Teile zum Blockieren führen. Bekanntlich erfolgt hier die Flussumkehr im Rotor Anstelle der Permanentmagnete kann der Rotor für ein Motorprinzip als Reluktanz- oder Asynchronmaschine in kostengünstiger Ausführung auch nur aus weichmagnetischem Material hoher Kraftflußdichte bestehen.
-
In der alternativen Rotorgestaltung in der unteren Bildhälfte ist die gestufte Hülse
22 beidseitig mit der zweiteiligen Innenglocke
24 und
25 verbunden. Diese ist dünnwandig, um das Trägheitsmoment möglichst klein zu gestalten. Die zweiteilige Lösung ist für die aufgeklebten Permanentmagneten
6 wegen der höheren Torsionssteifigkeit günstiger. Auch diese Magnete sind in einer Schutzhülse
7 eingebunden. Im Gegensatz zum ersten Rotoraufbau sind hier die Innenjoche für den Magnetrückschluss im Gehäuse fest. Das linke Innenjoch
27a ist auf das Motorgehäuse links
3 aufgepresst. Das rechte Innenjoch
27 ist mit dem Innenjochträger
20 verbunden und in das Motorgehäuse rechts
11 eingestemmt. Hierbei erfolgt die Flussumkehr im feststehenden Innenjoch. Beide Teile können auch einteilig aus entsprechendem weichmagnetischen Material ausgeführt werden. Im Gegensatz zur ersten Rotorausführung arbeitet der Motor mit zwei Luftspalten, hat aber ein erheblich kleineres Trägheitsmoment. Weitere Eizelheiten des Motor sind in der
DE 1020050387 der Anmelderin beschrieben, auf die hier Bezug genommen wird.
-
Die Rotorbewegung wird mittels eines Untersetzungsgetriebes bzw. einen Kugelgewindetriebs (KGT) über die KGT-Mutter auf die drehfest und axial beweglich angeordnete KGT-Spindel übertragen. Dies erfordert eine Drehmomentenabstützung, die zweckmäßig über ein Gleitstück 8 im Gehäuse 2 erfolgt. Um Verschleiß und Reibung zu reduzieren, kann hierzu eine Rolle 30 eingesetzt werden, welche im Gehäuse 2 bzw. im zylindrischen Fortsatz des linken Motorgehäuseteils 3 abrollt. Die Einzelheiten sind in 2 dargestellt bzw. beschrieben.
-
Die über die Mutter des KGT angetriebene Spindel
18 überträgt die Axialkraft auf den Kolben
32 des hydraulischen Aktuators, der hier ein Tandemhauptzylinder ist. Damit die Exzentrizität der Spindel, verursacht durch Unrundheit der KGT-Mutter
23, nicht direkt auf den Kolben wirkt, ist das vordere Ende
31 der Spindel rohrförmig mit ausreichender Querelastizität ausgeführt. Dieses Teil wirkt auf eine Kupplung
33 zur Übertragung der Kolbenkraft. Diese vorzugsweise kraftschlüssige Kupplung, insbesondere mit Permanentmagnet, kann radiale Toleranzen zwischen Kolben und Spindel ausgleichen, aber auch eine Ausziehkraft zum Kolben übertragen, wie in der
DE 10 2010 044 754 der Anmelderin beschrieben, auf die diesbezüglich hier Bezug genommen wird. Innerhalb der Spindel kann ein Kolbenstößel
35 eingesetzt werden, der über eine Rastkupplung
16 mit einem Betätigungselement
17 verbunden ist. Dies ist vorteilhaft, um eine Rückfallebene zur Verfügung zu haben, so dass z. B. bei Ausfall des Motors oder Klemmen des KGT noch eine Hilfskraft auf den Koben übertragen werden kann. Die Kupplung
16 kann auch als Montagehilfe eingesetzt werden.
-
Der Motor benötigt einen Sensor zur Kommutierung und Steuerung der Kolbenposition. Dies erfolgt mit einem mit dem Rotor drehenden Antriebszahnrad 14 zu einem Antriebszahnrad 12, welches einen Permanentmagneten als Target hat. Dieser wirkt auf ein Drehwinkel-Hallelement 13. Diese Teile sind am Gehäuseteil 11 angebracht.
-
Der Sensor kann jedoch auch aus einem (nicht dargestellten) Segmentgeber bestehen. Hierbei ist der Rotor mit einem n-poligen Polrad oder einer Lochscheibe verbunden, wobei die Zahl der Pole bzw. Löcher ein ganzzahliges Vielfaches der Zahl der Statorzähne ist. An diesem Polrad greifen in einem Segment von z. B. 60° mehrere Hallsensoren ab. Somit kann sowohl die Kommutierung als auch die Position der Spindel erfasst werden.
-
Alternativ können auch Sensoren eingesetzt werden, die kein aktives magnetisches Polrad benötigen, z. B. eine Lochscheibe oder ein Ring mit entsprechenden Unterbrechung. Hierbei können magnetische Sensoren mit aufgesetztem Magneten wie Raddrehzahlgeber, aber auch induktive, kapazitive oder optische Sensoren eingestzt werden.
-
Bei einem Leck der Dichtung im hydraulischen Aktuator, insbesondere der Sekundärdichtung bei einem Bremsen-THZ kann Hydraulikflüssigkeit über den Kanal 71 in den Auffangbehälter 72 gelangen. Dieser ist mit einem Sensor, vorzugsweise mit zwei Elektroden, versehen. Diese erkennen dann über Widerstandsänderung die Füllung des Auffangbehälters. Da die Leckmenge klein ist, kann der Fehler rechtzeitig entdeckt und eine Warnanzeige aktiviert werden.
-
2 zeigt einen Ausschnitt mit der Drehmomentenabstützung mit Rolle 30, die in einem Gleitlager 30a gelagert ist. Die Rolle ist auf einem Lagerstift 31 gelagert. Das Motorgehäuse 3 ist vorwiegend aus Aluminium oder Kunststoff. Hierfür ist wegen der zulässigen Flächenpressung eine Hülse 34 mit ausreichender Flächenpressung in eine Bohrung des Gehäuses 3 eingesetzt. Alternativ hierzu kann auch ein verlängertes Innenjoch 27a mit entsprechender Formgestaltung und Befestigung verwendet werden. Der Ausschnitt zeigt weiter die Innenglocke 25 mit Permanentmagnet 26, welche vom Stator 1 umgeben sind.
-
Die in 3 dargestellte Betätigungsvorrichtung 120 für eine Kraftfahrzeugbremse weist eine Betätigungseinrichtung, insbesondere Bremspedal 121 mit Pedalstößel 122 auf. Der Pedalstößel 122 wirkt über ein Übertragungsglied 103 und eine federnde bzw. elastische Einrichtung, die eine zentrale Feder 105a oder achsparallele Federanordnung 105b aufweisen kann, mit einem Kolben 124 zusammen, der in einem Zylinder 125 axial verschiebbar angeordnet ist und einen Arbeitsraum 129 bildet. Der Kolben 124 hat einen zentralen Fortsatz 126, der abgedichtet in einer Trennwand 127 des Zylinders 125 geführt ist.
-
Axial an den Zylinder 125 schließt sich ein Gehäuse 130 eines Antriebes bzw. Fremdkraftaktuators für die Bremskraftverstärkung (BKV) und vorzugsweise die Druckmodulation für ABS, ESP und dgl. an. Dieser weist einen Synchronelektromotor 131 (bzw. einen Reluktanz- oder Asynchronmotor) mit Rotor 132 auf, die im Gehäuse 130 angeordnet sind. Der Rotor 132, der mittels Lagern 133, 134 im Gehäuse 310 gelagert ist, ist Teil eines Kugelspindel-Getriebes (KGT). Die zu diesem Getriebe gehörende Spindel 135 ist drehfest gelagert und weist eine zentrale Bohrung 136 auf, in der ein Übertragungsstößel 137 gelagert ist. Zwischen dem Ende des Übertragunsstößels 137 und der Trennwand des Kolbens 142 ist ein kleiner Leerweg LW vorgesehen. An ihrem dem Kolben 142 zugewandten Ende ist zwischen der Spindel und dem Kolben eine Kupplung vorgesehen, wie z. B. in 1 dargestellt bzw. diesbezüglich beschrieben. Diese Kupplung ermöglicht einerseits eine Mitnahme des Kolbens 142 bei einer Rückbewegung der Spindel und andererseits ein Trennung von Spindel und Kolben wenn z. B. der Verstärker ausfällt und der Kolbem mittels des Übertragungsstößels direkt betätigt wird (Rückfallebene) Am oder im Gehäuse 130 ist ein Drehwinkelgeber 123 angeordnet.
-
Der Tandemhauptzylinder 140 ist axial anschließend am Gehäuse 130 angebracht und weist in bekannter Weise einen Zylinder 141 und zwei darin verschiebbar angeordnete Kolben 142, 143 auf, die zwei Arbeitsräume 144, 145 bilden. Der Kolben 142 bildet mittels einer radialen Trennwand beidseitig Ausnehmungen, deren eine das Ende der Spindel und des Übertragungsstößels 137 und die an diesem Ende vorgeshenen Kupplungseinrichtung aufnimmt. Das Ende des Kolbens taucht bis etwa zur zwischen den Ausnehmungen vorgesehenen Trennwand in das Motorgehäuse und entsprechend in das Innere des Rotors ein.
-
Von den Arbeitsräumen des THZ führen Hydraulikleitungen 146, 147 zu einem Ausgleichsbehälter 118 und Hydraulikleitungen 148, 149 über ein in der HCU vorgesehenes Ventilsystem zu den (nicht dargestellten) Radbremsen des Bremssystems. Diese weisen vorteilhaft einen sehr geringen bzw. vernachlässigbaren Strömungswiderstand auf. Die in der Zeichnung dargestellte hydraulische Betätigungseinheit HCU kann unterschiedlich aufgebaut sein, entsprechend verschiedenen System- bzw. Anwendungsfällen. So kann vorteilhaft für jede Radbremse nur ein Magnetventil mit Einlaß- und Auslaßfunktion vorgesehen sein, wobei der Verstärker bzw. Hauptzylinder im Multiplexbetrieb arbeitet, d. h. der Druckabbau über die (Rück-)Bewegung des Hauptzylinderkolbens erfolgt. Die Steuer- und Regeleinrichtung öffnet hierbei das Ventil zum Druckab- oder Druckaufbau und schließt es zum Halten des Druckes im Radbremszylinder. Damit kann in den Radbremsen nacheinander oder gleichzeitig ein Druck eingeregelt werden. In zweckmäßiger Weise kann hierbei die Regeleinrichtung die Kolbenbewegung bzw. die Kolbengeschwindigkeit beim Druckaufbau bzw. Druckabbau in Abhängigkeit von der Druck-Volumen-Kennlinie der Radbremsen eingeregelt bzw. eingesteuert werden. Es können dort auch die Komponenten der Drucksteuerung für eine Elektro-Hydraulische-Bremse (EHB) (wie zum Beispiel im Bremsenhandbuch, Aufl. 1, Viehweg-Verlag beschrieben) vorgesehen sein.
-
Der Fortsatz des Kolbens 124 ist mit einer Bohrung für einen Stößel 103a versehen der in der Bohrung axial verschiebbar angeordnet ist. Bei Betätigung des Bremspedals 121 wird über die Pedalwegsensoren 109 und 110 der Motor zur BKV eingeschaltet, was zu einer Bewegung der Spindel 130 und des insbesondere kraftschlüssig angekoppelten DK-Kolbens 142 führt. Der zwischen dem Übertragungsstößel 104 und dem Stößel 103 vorgesehene kleine Leerweg LW vergrößert sich mit zunehmender Pedalbewegung entsprechend der Wegsimulatorkennlinie, welche hier nicht beschrieben wird. Bei Ausfall des BKV trifft der Stößel 103a nach kleinem LW auf den Übertragungsstößel, so dass danach der LW 0 ist.
-
Der hydraulische Wegsimulator
166 bewirkt auf den Kolben
124 eine Gegenkraft, die zusammen mit der Rückstellfeder
111 oder
111a der Pedalstößelkraft entgegen wirkt. Diese Kraft bewirkt eine Auslenkung der elastischen Einrichtung
105a bzw.
105b. Diese Auslenkung wird über die Pedalwegsensoren
109 und
110 gemessen. Je größer die Auslenkung ist, desto größer der Messbereich. Wie in
DE 10 2010 051 032.8 der Anmelderin beschrieben, auf die diesbezüglich Bezug genommen wird, sind über die Auslenkung Fehler bei zu großer Kobenreibung bei WS und Magnetventilen erkennbar, was erheblich zur Fehlersicherheit beiträgt.
-
Anstelle der nicht verschleißlosen Tellerfeder 105 (untere Hälfte der 3) können auch verschleißarme Druckfedern in der Pedalstößelachse 105a und/oder achsparallel 105b (obere Hälfte der 3) eingesetzt werden. Die Federn sind vorgespannt. Der Pedalstößel 102 mit Hilfskolben 103 und Bremspedal 101 müssen in die Ausgangslage zurück gestellt werden. Hierzu dienen Rückstellfedern, die entweder auf den Flansch 102 des Pedalstößels 102 (Federn 111a) oder auf den Hilfskolben 103 (Feder 111) wirken.
-
Der Pedalstößel 102 wirkt über das Übertragungsglied direkt auf den Übertragungsstößel 103a bei Ausfall BKV oder z. B. bei Ausfall (WS) 66 der insbesondere mittels des Kolbens 103 betätigbar ist, wobei der BKV als Folgeverstärker mit Unterstützung der Pedalkraft betrieben werden kann.
-
Die in der 3 dargestellte Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung zeigt eine Variante, bei der der Kolben 124 bzw. dessen Fortsatz 126 mit dem Übertragungsstößel 137 verbunden ist. Die Verbindung kann dabei zweckmäßig mittels eines quer durch entsprechende Bohrungen der Teile geführten Bolzens oder Stiftes erfolgen, wobei ein Fortsatz des Stößels 103a in eine entsprechende Ausnehmung des Fortsatzes Übertragungsstößels 104 hineinragt oder umgekehrt. Bei dieser vorteilhaften Variante wird erreicht, dass der Übertragungsstößel relativ zur Spindel 35 bewegt wird, so dass die für die Rückfallebene zu betätigenden Teile im Normalfall nicht in einer Ruhestellung sind, wie dies z. B. von der für Bremssysteme geltenden Vorschrift ECE-R13H gefordert wird.
-
Es sind jedoch auch andere Verbindungsarten möglich. Zwischen dem Ende des Übertragungsstößels 104 und dem Kolben des Hauptzylinders ist ein kleiner Leerweg LW vorgesehen.
-
Um bei einer Beschädigung bzw. Ausfall der Sekundärmanschette des DK-Kolbens des THZ ein ungeregeltes Auslaufen von Hydraulikflüssigkeit in den Motorraum zu vermeiden, kann im Bereich der Manschette eine Bohrung vorgesehen sein, die in eine Auffangeinrichtung, die insbesondere als Auffangschale ausgebildet ist, mündet, welche im Motorraum, insbesondere angrenzend an die radial verlaufende Wandung des Gehäuseteils 3 zwischendem radial innenliegenden Fortsatz und der äußeren Gehäusewandung angeordnet ist. Um einen derartigen Fall zu sensieren gibt es folgende Möglichkeiten: (a) während der Fahrt: Erkennung durch sk = f(p), d. h. DK-Kolbenweg = f(Druck), Erkennung über Niveaugeber, Erkennung über Sensorelektrode; (b) Stillstand mit anschließendem Start:
Erkennung durch sk = f(p) und Einspeisen, Erkennung über Niveaugeber, Erkennung über Sensorelektrode. Eine Sensorelektrode kann vorteilhaft im Bereich des Motorsteckers vorgesehen sein und in die Auffangeinrichtung hineinragen. Eine entsprechende Einrichtung kann auch im Bereich des Hilfskolbens 124, insbesondere der gedichteten Durchführung des Kolbenfortsatzes durch die radiale Zylinderwandung vorgesehen sein, um dort ein ungeregeltes Auslaufen von Hydraulikflüssigkeit zu kontrollieren.
-
Nachfolgend sind ergänzende Hinweise zur Wirkungsweise und sich daraus ergebende weitere Merkmale und Vorteile beschrieben:
Das Bremspedal 121 wirkt über den Pedalstößel 122 auf den Kolben 124, wobei das von diesem verdrängte Volumen über die Hydraulikleitung 167 zum hydraulischen Wegsimulator 166 gelangt. Mit der Bewegung des Kolbens 124 sind die redundanten Wegsensoren 111, 112 gekoppelt. Die Wegsensoren 111, 112 steuern über eine Auswerteeinrichtung (ECU) 113 den Motor 131 an und betätigen zugleich das stromlos offene 2/2-Wege-Magnetventil 164.
-
Die gewünschte Rückwirkung auf die Pedalkraft erzeugt der Wegsimulator 166. Entsprechend der im Wegsimulator angeordneten Simulatorfeder 169 entsteht im Arbeitsraum 129 ein pedalwegabhängiger Druck. Sollte der Wegsimulatorkolben klemmen, so wird die Pedalweg-Druckfunktion gestört, d. h. über das in diesem Falle geöffnete Magnetventil 164 strömt Druckmittel über die Leitung 147 zum Vorratsbehälter 118.
-
Der Kolben 124 kann bei Ausfall des Fremdkraftaktuators weiter verwendet werden zur Optimierung der Bremswirkung. Bei Ausfall der BKV soll die Pedalkraft möglichst klein sein, was kleine Hauptzylinder-Kolbendurchmesser erfordert. Werden diese verwendet, so sind im kleinen Druckbereich große Pedalwege notwendig durch den flachen Verlauf der Druck-Volumenkennlinie.
-
Über das stromlos geschlossenes 2/2-Wege Magnetventil 168 kann im unteren Druckbereich vom Kolben 124 Druckmittel zum Druckaufbau im Arbeitsraum 44 und den zugeordneten DK-Bremskreis gefördert werden. Beim Druckabbau kann über den Druckgeber 154 wieder Druckmittel in den Arbeitsraum 129 zum Kolben 124 zurückgefördert werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Stator mit Wicklung
- 2
- Motoraußengehäuse, Außengehäuseteil
- 3
- Motor-Gehäuseteil links, Motorflansch links
- 4
- Gehäuse des Aktuators bzw. des THZ
- 5
- Dichtung
- 5a
- Sekundärdichtung
- 6
- Permanentmagnet
- 7
- Schutzhülse
- 8
- Gleitstück für Drehmomentenabstützung
- 9
- Lagerschild
- 10
- Vierpunktauflager
- 11
- Motor-Gehäuseteil rechts, Motorflansch links
- 12
- Zahnrad mit Target
- 13
- Drehwinkelsensor
- 14
- Antriebsrad
- 15
- Kolbenstößel
- 16
- Kupplung
- 17
- Betätigungselement
- 18
- Spindel
- 19
- Radiallager
- 20
- Innenjochträger
- 21
- Axiallager
- 22
- Hülse
- 23
- KGT-Mutter
- 24
- Innenglocke rechts
- 25
- Innenglocke links
- 26
- Rotor
- 27
- Innenjochlamellen
- 27a
- Innenjoch links
- 28
- Kugellager
- 29
- Federelemente
- 30
- Rolle
- 30a
- Gleitlager
- 31
- Lagerstift
- 32
- Kolben
- 33
- Axialkupplung
- 34
- Lagerscheibe
- 35
- Kolbenstößel
- 71
- Kanal
- 72
- Auffangbehälter
- 73
- Sensor
- 102a
- Flansch
- 103a
- Übertragungsglied
- 105a
- zentrale Druckfeder
- 105b
- elachsparallele Druckfeder
- 109
- Pedalweggeber Master
- 110
- Pedalweggeber Slave
- 111
- Rückstellfeder Hilfskolben
- 111a
- Rückstellfeder Pedalstößel
- 112
- THZ
- 120
- Betätigungsvorrichtung
- 121
- Bremspedal
- 122
- Pedalstößel
- 123
- Drehwinkelgeber
- 124
- Kolben
- 125
- Zylinder
- 126
- Fortsatz
- 127
- Trennwand
- 128
- Teil aus ferromagnetischem Material
- 129
- Arbeitsraum
- 130
- Gehäuse
- 131
- Elektromotor
- 132
- Rotor
- 133
- Lager
- 134
- Lager
- 135
- Spindel
- 136
- Bohrung
- 137
- Übertragungsstößel
- 137a
- Teil aus ferromagnetischem Material
- 137b
- Dauermagnet
- 138
- Dauermagnet
- 139
- Ausnehmung
- 140
- Hydr. Aktuator, Tandem-Hauptzylinder (THZ)
- 141
- Zylinder
- 142
- Kolben
- 143
- Kolben
- 144
- Arbeitsraum
- 145
- Arbeitsraum
- 146
- Hydraulikleitung
- 147
- Hydraulikleitung
- 148
- Hydraulikleitung
- 149
- Hydraulikleitung
- 163
- Hydraulikleitung
- 164
- 2/2-Wege-Ventil
- 165
- Drossel-Rückschlag-Ventilanordnung
- 166
- Wegsimulator
- 167
- Hydraulikleitung
- 168
- 2/2-Wege-Ventil
- 169
- Simulatorfeder
- 170
- Wegsimulatorkolben
- LW
- Leerweg von Pedalstößel zu Übertragungsstößel
- BKV
- Bremskraftverstärkung
- HCU
- Hydraulische Drucksteuerung
- ECU
- Elektronische Steuer- und Regeleinheit
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 202005018018 [0003]
- DE 1020050389 [0008]
- DE 1020050387 [0027]
- DE 102010044754 [0029]
- DE 102010051032 [0040]
