DE102016209537A1

DE102016209537A1 - Bremsdrucksteuergerät

Info

Publication number: DE102016209537A1
Application number: DE102016209537.4A
Authority: DE
Inventors: Pierre Schmitt; Johannes Görlach; Theo Baukholt; Peter Geiss
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2015-12-02
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2017-06-08
Also published as: WO2017093028A1; US20180345939A1; CN108367746A; KR20180074748A; CN108367746B; KR102045166B1; US10696284B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremsdrucksteuergerät für eine Kraftfahrzeugbremsanlage, mit einem Elektromotor, dessen rotatorische Bewegung mittels eines Kugelgewindetriebs (14) in eine translatorische Bewegung eines Kolbens (6) in einem Arbeitszylinder transformiert wird, um unabhängig von der Betätigung eines Hauptbremszylinders einen definierten Bremsdruck in einer Radbremse aufbauen zu können. Die Erfindung sieht vor, dass der Kugelgewindetrieb (14) mit einer Rutschkupplung (9) versehen ist, die über ein mit einer Mutter (15) des Kugelgewindetriebs (14) fest verbundenes Profilrohr (7) gestülpt ist, an dem der Kolben (6) fixiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremsdrucksteuergerät für eine Kraftfahrzeugbremsanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Bremsdrucksteuergerät für eine Kraftfahrzeugbremsanlage der angegebenen Art ist aus DE 10 2013 223 859 A1 bekannt. Das Bremsdrucksteuergerät weist einen Elektromotor auf, dessen rotatorische Bewegung in eine translatorische Bewegung eines Kolbens transformiert wird, um unabhängig von der Betätigung eines Hauptbremszylinders einen definierten Bremsdruck in einer Radbremse aufbauen zu können.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Bremsdrucksteuergerät der angegebenen Art mit möglichst einfachen konstruktiven Mitteln besonders kompakt und zuverlässig zu gestalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Bremsdrucksteuergerät der genannten Art durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung sind den einzelnen Patentansprüchen als auch aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand dreier Zeichnungen zu entnehmen.
Es zeigen:
1 einen schematischen Aufbau des erfindungsgemäßen Bremsdrucksteuergeräts im Längsschnitt,
2 in einer Perspektivansicht einen Kugelgewindetrieb, auf dessen Profilrohr eine Rutschkupplung aufgesetzt ist,
3 eine Explosionsansicht aller Einzelteile der Rutschkupplung,
4 im Längsschnitt die in 3 abgebildete Rutschkupplung nach dem Einfügen aller Einzelteile in das Kupplungsgehäuse.
Im Einzelnen zeigt die 1 einen schematischen Aufbau des erfindungsgemäßen Bremsdrucksteuergeräts im Längsschnitt, mit einem Elektromotor, dessen rotatorische Bewegung mittels eines Kugelgewindetriebs 14 in eine translatorische Bewegung eines Kolbens 6 transformiert wird, um unabhängig von der Betätigung eines Hauptbremszylinders einen definierten Bremsdruck in einer Radbremse aufbauen zu können.
Um einen möglichst einfachen und funktionssicheren Aufbau für ein Bremsdrucksteuergerät zu schaffen, ist vorgesehen, dass der Elektromotor in einem ersten Gehäuse 1 und der Kolben 6 in einem zweiten Gehäuse 2 aufgenommen ist, wozu das als Arbeitszylinder konzipierte zweite Gehäuse 2 diametral zum ersten Gehäuse 1 angeordnet ist. Zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse 1, 2 ist ein drittes Gehäuse 3 mit zwei diametralen Stirnflächen angeordnet, an denen das erste und zweite Gehäuse 1, 2 fixiert ist. Das dritte Gehäuse 3 übernimmt somit die Funktion eines Zentralgehäuses, an bzw. in dem sämtliche weiteren Komponenten des Bremsdrucksteuergeräts angeordnet sind.
Wie weiterhin aus der 1 zu entnehmen ist, weist das als Zentralgehäuse ausgeführte dritte Gehäuse 3 eine Durchgangsbohrung 4 zur Aufnahme einer Rutschkupplung 9 und zum Hindurchführen des Kugelgewindetriebs 14 auf, sodass in Verbindung mit dem im zweiten Gehäuse 2 angeordneten Kolben 6 die Funktion eines Linearaktuators durch eine besonders kompakte Bauweise des Bremsdrucksteuergeräts gewährleistet ist. In die Durchgangsbohrung 4 erstreckt sich somit der mit der Rutschkupplung 9 versehene Kugelgewindetrieb 14 als eigenständig handhabbare, vorprüfbare Baugruppe.
Die 2 zeigt in einer Perspektivansicht den Kugelgewindetrieb 14 vor der spielfreien Befestigung des Kolbens 6 an einem Profilrohr 7, das eine feste Verbindung mit einer auf dem Profilrohr 7 angeordneten Mutter 15 aufweist. Das nötige Antriebsmoment des Elektromotors wirkt auf eine im Profilrohr 7 angeordnete Spindel 5 (siehe 1) des Kugelgewindetriebs 14, wobei das auf die Mutter 15 des Kugelgewindetriebs 14 wirkende Drehmoment durch eine Drehmomentstütze aufgenommen wird, wodurch die gewünschte translatorische Bewegung des Profilrohrs 7 erzeugt wird, an dessen Endabschnitt der Kolben 6 zu befestigen ist. In vorliegendem Ausführungsbeispiel wird die Drehmomentstütze durch die Rutschkupplung 9 gebildet, die auf dem Profilrohr 7 vor der Montage des Kolbens 6 angeordnet wird, wobei die Rutschkupplung 9 nach der Kolbenmontage am Profilrohr 7 gemeinsam mit dem Kugelgewindetrieb 14 in der Durchgangsbohrung 4 des Gehäuses 3 gelagert wird. Die Rutschkupplung 9 ermöglicht hierbei die Einhaltung der erforderlichen radialen Freiheitsgrade innerhalb des Zentralgehäuses (Gehäuse 3), um ohne mechanische Verspannung im Kugelgewindetrieb 15 die einwandfreie Betätigung des Kolbens 6 sicher zu stellen. Die Rutschkupplung 9 steht in einem permanenten mechanischen Kontakt mit dem Profilrohr 7, wozu die Rutschkupplung 9 mit einem axial gleitend auf dem Profilrohr 7 angeordneten Innenring 10 versehen ist, der nachfolgend in 3 abgebildet ist.
Die 3 zeigt in einer Explosionsansicht den Gesamtaufbau der Rutschkupplung 9, bestehend aus dem Innenring 10, der zwischen einem Druckring 11 und einem Außenring 12 angeordnet ist. Der Außenring 12 weist auf der vom Innenring 10 abgewandten Seite mehrere, gleichförmig über den Umfang verteilte axiale Vorsprünge 13 auf, die nach dem Zusammenbau im Eingriff stehen mit mehreren, in einem hülsenförmigen Kupplungsgehäuse 16 ausgebildeten Aussparungen 17. Der Druckring 11 weist auf der dem Außenring 12 zugewandten Stirnseite mehrere, gleichförmig über den Umfang verteilte Rampen 18 auf, die wiederum im Eingriff stehen mit mehreren, an der Stirnseite des Außenrings 12 ausgebildete Profilkonturen 19, die den Rampen 18 zugewandt sind und die an die Kontur der Rampen 18 angepasst sind. Der Innenring 10 ist an seinem Innenmantel mit zwei Längsnuten 20 versehen, durch die sich nach erfolgter Kupplungsmontage auf dem Profilrohr 7 gemäß der Zusammenschau nach 2 zwei an der Mantelfläche des Profilrohrs 7 angeordnete Führungsstege 21 axial erstrecken. Weiterhin weist der Innenring 10 an seinem Außenmantel mehrere Zapfen 8 auf, die mit radialen Ausnehmungen 22 im Druckring 11 im Eingriff stehen. Schließlich ist zwischen der vom Innenring 10 abgewandten Stirnseite des Druckrings 11 und einer am Kupplungsgehäuse 16 fixierten Endscheibe 23 eine Wellfeder 24 eingespannt, welche die für die Funktion der Rutschkupplung 9 erforderliche Anpresskraft auf den Druckring 11 erzeugt.
Die 4 verdeutlicht den Aufbau der Rutschkupplung 9 im fertiggestellten, eigenhändig handhabbaren Zustand in einem Längsschnitt, wonach in das topfförmige Kupplungsgehäuse 19 in der nachfolgenden Montagereihe zunächst der Außenring 12 gemeinsam mit dem Innenring 10 eingesetzt ist und in die Aussparrungen 17 des rechten Kupplungsgehäuse-Bunds eingreift, dann folgen der Druckring 11, anschließend die Wellfeder 24 und schließlich die Endscheibe 23, welche mittels mehrerer, über den Umfang des Kupplungsgehäuse 16 verteilte Laschen 25 endfixiert ist und somit die vorgenannten Einzelteile im Kupplungsgehäuse 16 unverlierbar positioniert, wozu die Endscheibe 23 ausschließlich von der großen Laschen 25 umgriffen ist, während die weiteren, kleineren Laschen 26 eine Befestigung des Kupplungsgehäuses 16 am Elektromotor sicherstellen.
Der vorgestellte Aufbau der Rutschkupplung 9 bildet somit eine besonders kompakte, vorprüfbare Einheit, die das Profilrohr 7 hinsichtlich der nötigen Freiheitsgrade nicht einschränkt, sodass ein Klemmen des Kolbens 6 im Gehäuse 2 infolge möglicher Herstellungstoleranzen sicher ausgeschlossen ist. Die zuvor beschriebenen Einzelteile der Rutschkupplung 9 sind somit zur Ausbildung einer sog. axialen Rutschkupplung alle hintereinander angeordnet.
Der Innenring 10 dient als Gleitpartner für das Profilrohr 7 des Kugelgewindetriebs 14. Das Drehmoment wird über den Innenring 10, den Außenring 12 und abschließend über das Kupplungsgehäuse 16, mittels mehrerer am Außenumfang des Kupplungsgehäuses vorgesehener Befestigungselemente, in das Zentralgehäuse (Gehäuse 3) eingeleitet. Als Befestigungselemente werden bevorzugt in das Zentralgehäuse einzudrehende Halteschrauben verwendet, die mehrere am Umfang des Kupplungsgehäuses 16 ausgebildete Befestigungsaugen 27 (sogenannte Durchzüge) durchgreifen, die anhand der 3 besonders deutlich zu erkennen sind.
Die Rutschkupplung 9 ist im ständigen Kontakt mit dem Profilrohr 7, das zum Zwecke des Bremsdruckaufbaus bei jeder Aktivierung des Elektromotors in Druckaufbaurichtung einen axialen Hub vollzieht. Deshalb muss die Rutschkupplung 9 gegenüber dem Profilrohr 7 einen verschleißarmen Gleitpartner zu Verfügung stellen, weshalb auf die richtige Werkstoffpaarung zwischen dem Innenring 10 und dem Profilrohr 7 zu achten ist.
Der Druckring 11 und der Außenring 12 erlauben bei der Bewegung des Profilrohrs 7 in Druckabbaurichtung das sog. Auslösen, d.h. die Aktivierung der Rutschkupplung im Fehlerfall mittels der sechs Rampen 18, um beim Zurückfahren des Profilrohrs 7 mit hoher Motordrehzahl in Richtung des hinteren Anschlags, der in 1 dem Boden des Gehäuses 1 entspricht, nicht ungebremst anzuschlagen. Das Auslösen und damit die Aktivierung der Rutschkupplung 9 ermöglicht ein gezielter Abbau der kinetischen Energie, um das Anschlagen zu verhindern. Folglich löst die Rutschkupplung 9 bei einem eindeutig definierten Drehmoment (sog. Auslösemoment) in Druckabbaurichtung und die kinetische Energie wird infolge der Rutschfunktion in Wärme umwandeln. Das eindeutig definierte Drehmoment ist erforderlich, um ein fälschliches Auslösen der Rutschkupplung 9 auszuschließen. Das gewünschte Auslöse- bzw. Rutschmoment wird sowohl durch die Vorspannung der Wellfeder 24 bestimmt, welche den Druckring 11, den Innenring 10 und den Außenring 12 mit einer definierten Axialkraft beaufschlagt, als auch durch die Wahl eines spezifischen Rampenwinkels und einer Reibungszahl der Rampen 18 am Druckring 11, wobei sich im ausgelösten Zustand der Innen- und Druckring 10, 11 um 180° drehen ehe sie wieder einrasten
In Druckaufbaurichtung hingegen ist konstruktionsbedingt keine Auslösung der Rutschkupplung 9 möglich, sodass sie das Motordrehmoment zur Betätigung des am Profilrohr 7 angebrachten Kolbens 6 sicher überträgt.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Gehäuse
3: Gehäuse
4: Durchgangsbohrung
5: Spindel
6: Kolben
7: Profilrohr
8: Zapfen
9: Rutschkupplung
10: Innenring
11: Druckring
12: Außenring
13: Vorsprung
14: Kugelgewindetrieb
15: Mutter
16: Kupplungsgehäuse
17: Aussparung
18: Rampe
19: Profilkontur
20: Längsnut
21: Führungssteg
22: Ausnehmung
23: Endscheibe
24: Wellfeder
25: Lasche
26: Lasche
27: Befestigungsauge

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 102013223859 A1 [0002]

Claims

Bremsdrucksteuergerät für eine Kraftfahrzeugbremsanlage, mit einem Elektromotor, dessen rotatorische Bewegung mittels eines Kugelgewindetriebs in eine translatorische Bewegung eines Kolbens in einem Arbeitszylinder transformiert wird, um unabhängig von der Betätigung eines Hauptbremszylinders einen definierten Bremsdruck in einer Radbremse aufbauen zu können, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelgewindetrieb (14) mit einer Rutschkupplung (9) versehen ist, die über ein mit einer Mutter (15) des Kugelgewindetriebs (14) fest verbundenes Profilrohr (7) gestülpt ist, an dem der Kolben (6) fixiert ist.
Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor in einem ersten Gehäuse (1) und der Kolben (6) in einem zweiten Gehäuse (2) aufgenommen ist, das diametral zum ersten Gehäuse (1) angeordnet ist, und dass zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse (1, 2) ein drittes Gehäuse (3) mit einer Durchgangsbohrung (4) angeordnet ist, in die sich der mit der Rutschkupplung (9) versehene Kugelgewindetrieb (14) erstreckt.
Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Gehäuse (3) zwei diametrale Stirnflächen aufweist, an denen das erste und zweite Gehäuse (1, 2) fixiert ist.
Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rutschkupplung (9) in einem permanenten mechanischen Kontakt mit dem Profilrohr (7) steht, wozu die Rutschkupplung (9) mit einem axial gleitend auf dem Profilrohr (7) angeordneten Innenring (10) versehen ist.
Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (10) zwischen einem Druckring (11) und einem Außenring (12) angeordnet ist.
Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (12) auf der vom Innenring (10) abgewandten Seite mehrere, gleichförmig über den Umfang verteilte axiale Vorsprünge (13) aufweist, die im Eingriff stehen mit mehreren, in einem hülsenförmigen Kupplungsgehäuse (16) ausgebildete Aussparungen (17).
Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckring (11) auf der dem Außenring (12) zugewandten Stirnseite mehrere, gleichförmig über den Umfang verteilte Rampen (18) aufweist, die im Eingriff stehen mit mehreren, an der Stirnseite des Außenrings (12) ausgebildete Profilkontur (19), das an die Kontur der Rampen (18) angepasst ist.
Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (10) an seinem Innenmantel mit zwei Längsnuten (20) versehen ist, durch die sich zwecks Formschluss zwei an der Mantelfläche des Profilrohrs (7) angeordnete Führungsstege (21) axial erstrecken.
Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (10) an seinem Außenmantel mehrere Zapfen (8) aufweist, die mit radialen Ausnehmungen (22) im Druckring (11) im Eingriff stehen.
Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der vom Innenring (10) abgewandten Stirnseite des Druckrings (11) und einer am Kupplungsgehäuse (16) fixierten Endscheibe (23) eine Wellfeder (24) eingespannt ist.
Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rutschkupplung (9) ein hülsenförmiges Kupplungsgehäuse (19) aufweist, in dem in folgender Reihe von außen nach innen eine Endscheibe (23), eine Wellfeder (24), ein Druckring (11), ein Innenring (10) und ein Außenring (12) angeordnet sind, welche mittels mehrerer, über den Umfang des Kupplungsgehäuse (16) verteilter Laschen (25) im Kupplungsgehäuse (19) gehalten sind, wozu die Endscheibe (23) von den Laschen (25) kontaktiert ist.
Bremsdrucksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rutschkupplung (9) ein hülsenförmiges Kupplungsgehäuse (16) aufweist, das zur Fixierung am Elektromotor über den Umfang verteilt mehrere Laschen (26) aufweist.