DE102020204887A1

DE102020204887A1 - Bremskrafterzeuger für eine Bremsanlage, Betätigungseinrichtung für eine Bremsanlage

Info

Publication number: DE102020204887A1
Application number: DE102020204887.8A
Authority: DE
Inventors: Willi Nagel; Michael Osses
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2021-10-21
Also published as: JP2021179251A; US20210323527A1; US11834021B2; CN113525316A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bremskrafterzeuger (1) für eine Bremsanlage, mit einer Antriebswelle (3), die in einem Gehäuse (2) des Bremskrafterzeugers (1) drehbar gelagert ist, einem Elektromotor (4), der einen Rotor und zumindest eine Motorwicklung aufweist, wobei der Rotor drehfest auf der Antriebswelle (3) angeordnet und durch eine Bestromung der Motorwicklung drehbar ist, mit einem Betätigungselement (53), das verschiebbar gelagert ist, und mit einer Getriebeeinrichtung (6), die derart zwischen der Antriebswelle (3) und dem Betätigungselement (53) wirkt, dass das Betätigungselement (53) bei einer Drehung der Antriebswelle (3) verschoben wird, wobei die Getriebeeinrichtung (6) ein Planetengetriebe (7) aufweist, das ein drehfest mit der Antriebswelle (3) verbundenes Sonnenrad (11), einen drehbar gelagerten Planetenträger (8), zumindest ein drehbar an dem Planetenträger (8) gelagertes Planetenrad (9A) und eine dem Betätigungselement (53) zugeordnete Abtriebsverzahnung (22) aufweist. Es ist vorgesehen, dass die Abtriebsverzahnung (22) in einer Mantelwand (21) eines von dem Elektromotor (4) abgewandten Endbereichs (14) des Planetenträgers (8) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremskrafterzeuger für eine Bremsanlage, mit einer Antriebswelle, die in einem Gehäuse des Bremskrafterzeugers drehbar gelagert ist, einem Elektromotor, der einen Rotor und zumindest eine Motorwicklung aufweist, wobei der Rotor drehfest auf der Antriebswelle angeordnet und durch eine Bestromung der Motorwicklung drehbar ist, mit einem Betätigungselement, das verschiebbar gelagert ist, und mit einer Getriebeeinrichtung, die derart zwischen der Antriebswelle und dem Betätigungselement wirkt, dass das Betätigungselement bei einer Drehung der Antriebswelle verschoben wird, wobei die Getriebeeinrichtung ein Planetengetriebe aufweist, das ein drehfest mit der Antriebswelle verbundenes Sonnenrad, einen drehbar gelagerten Planetenträger, zumindest ein drehbar an dem Planetenträger gelagertes Planetenrad und eine dem Betätigungselement zugeordnete Abtriebsverzahnung aufweist.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Betätigungseinrichtung mit einem Bremskrafterzeuger der eingangs genannten Art.
Stand der Technik
Eine hydraulische Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs weist in der Regel zumindest eine Reibbremseinrichtung auf. Zur Betätigung der Reibbremseinrichtung weist die Bremsanlage üblicherweise eine Betätigungseinrichtung mit einem Hauptbremszylinder auf, in dem zumindest ein Hydraulikkolben verschiebbar gelagert ist. Der Hauptbremszylinder ist dabei mit einem Nehmerzylinder der Reibbremseinrichtung fluidtechnisch verbunden. Um die Reibbremseinrichtung zu betätigen, wird der Hydraulikzylinder derart verschoben, dass eine Hydraulikflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder in den Nehmerzylinder verlagert wird.
Immer häufiger werden im Kraftfahrzeugbau Betätigungseinrichtungen mit einem Bremskrafterzeuger verbaut, durch den eine elektromotorische Verschiebung des Hydraulikkolbens und somit eine elektromotorische Betätigung der Reibbremseinrichtung möglich ist. Beispielsweise weisen Betätigungseinrichtungen des Typs iBooster der Anmelderin einen derartigen Bremskrafterzeuger auf. Der Bremskrafterzeuger weist dabei eine Antriebswelle auf, die in einem Gehäuse des Bremskrafterzeugers drehbar gelagert ist. Zudem weist der Bremskrafterzeuger einen Elektromotor auf, der einen Rotor und zumindest eine insbesondere mehrphasige Motorwicklung aufweist. Der Rotor ist drehfest auf der Antriebswelle angeordnet und durch eine geeignete Bestromung der Motorwicklung drehbar, wobei dann die Antriebswelle mit dem Rotor mitgedreht wird. Bei der Motorwicklung handelt es sich beispielsweise um eine gehäusefeste Statorwicklung oder um eine mit dem Rotor mitdrehbare Rotorwicklung.
Der Bremskrafterzeuger weist außerdem ein Betätigungselement auf, das verschiebbar gelagert ist. Zudem ist eine Getriebeeinrichtung vorgesehen, die derart zwischen der Antriebswelle und dem Betätigungselement wirkt, dass das Betätigungselement bei einer Drehung der Antriebswelle verschoben wird. Die Getriebeeinrichtung ist also dazu ausgebildet, eine Drehbewegung der Antriebswelle in eine translatorische Bewegung des Betätigungselementes zu wandeln. Hierzu weist die Getriebeeinrichtung üblicherweise ein Planetengetriebe auf, das ein drehfest mit der Antriebswelle verbundenes Sonnenrad, einen drehbar gelagerten Planetenträger, zumindest ein drehbar an dem Planetenträger gelagertes Planetenrad und eine dem Betätigungselement zugeordnete Abtriebsverzahnung aufweist.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Bremskrafterzeuger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zeichnet sich dadurch aus, dass die Abtriebsverzahnung in einer Mantelwand eines von dem Elektromotor abgewandten Endbereichs des Planetenträgers ausgebildet ist. Im Unterschied dazu ist es aus dem Stand der Technik bekannt, ein zusätzliches die Abtriebsverzahnung aufweisendes Zahnrad auf einem dann stabförmig ausgebildeten Endbereich des Planetenträgers zu montieren. Dies bedingt jedoch verhältnismäßig hohe Herstellungskosten, weil der stabförmig ausgebildete Endbereich und das zusätzliche Zahnrad mit möglichst geringen Bauteiltoleranzen gefertigt werden müssen. Demgegenüber ist die erfindungsgemäße Lösung kostengünstiger, weil der Planetenträger selbst die Abtriebsverzahnung, also den Getriebeausgang des Planetengetriebes, aufweist, sodass das zusätzliche Zahnrad nicht notwendig ist. Vorzugsweise weist das Planetengetriebe mehrere Planetenräder auf, die drehbar an dem Planetenträger gelagert sind. Besonders bevorzugt sind die Planetenräder in Umfangsrichtung des Planetenträgers gleichmäßig verteilt an dem Planetenträger drehbar gelagert. Vorzugsweise sind die Antriebswelle und der Planetenträger um dieselbe Rotationsachse drehbar gelagert. Werden im Rahmen der Offenbarung die Begriffe „axial“ oder „radial „verwendet, so beziehen sich die Begriffe auf diese Rotationsachse, es sei denn, dass ausdrücklich ein anderer Bezug genannt ist. Vorzugsweise ist das Betätigungselement axial verschiebbar gelagert. Das Betätigungselement ist also entlang der Rotationsachse oder entlang einer Achse, die parallel zu der Rotationsachse und radial beabstandet von der Rotationsachse verläuft, verschiebbar.
Vorzugsweise ist der Planetenträger aus Kunststoff gefertigt. Der Planetenträger ist dadurch kostengünstig herstellbar. Besonders bevorzugt ist der Planetenträger als Spritzgießteil gefertigt, also mittels Spritzgießen. Hierdurch sind auch komplexe Geometrien, wie beispielsweise die Abtriebsverzahnung, technisch einfach herstellbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Abtriebsverzahnung direkt mit einer Verzahnung des Betätigungselementes kämmt, oder dass zwischen der Abtriebsverzahnung und dem Betätigungselement zumindest ein weiteres Getriebeelement der Getriebeeinrichtung wirkt. Kämmt die Abtriebsverzahnung direkt mit der Verzahnung des Betätigungselementes, so sind nur wenige Bauteile zur Ausbildung der Getriebeeinrichtung notwendig, sodass die Getriebeeinrichtung bauraumsparend ausbildbar ist. Ist das weitere Getriebeelement vorhanden, so wirkt die Abtriebsverzahnung mittelbar, also indirekt, auf das Betätigungselement. Vorzugsweise bildet das weitere Getriebeelement eine zweite Getriebestufe der Getriebeeinrichtung, die zusätzlich zu einer durch das Planetengetriebe gebildeten ersten Getriebestufe vorhanden ist. Insofern ist die Getriebeeinrichtung mehrstufig ausgebildet. Durch die mehrstufige Ausbildung der Getriebeeinrichtung kann das Betätigungselement besonders präzise verschoben werden.
Vorzugsweise ist die Abtriebsverzahnung in einer Mantelaußenwand des Endbereichs ausgebildet. Durch die Ausbildung der Abtriebsverzahnung in der Mantelaußenwand ist die Abtriebsverzahnung technisch einfach zugänglich, sodass die Abtriebsverzahnung mit einer Verzahnung des weiteren Getriebeelementes oder der Verzahnung des Betätigungselementes einfach in kämmenden Eingriff gebracht werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Getriebeeinrichtung ein zweites Planetengetriebe aufweist, wobei ein zweites Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes durch die Abtriebsverzahnung gebildet ist. Durch das Vorsehen des zweiten Planetengetriebes wird eine zweite Getriebestufe bereitgestellt, wodurch das Betätigungselement besonders präzise verschoben werden kann. Weil das zweite Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes durch die Abtriebsverzahnung gebildet ist, sind das Planetengetriebe und das zweite Planetengetriebe koaxial zueinander angeordnet. Durch das Vorsehen des zweiten Planetengetriebes wird demnach die radiale Erstreckung der Getriebeeinrichtung nicht oder nur geringfügig vergrößert. Entsprechend wird durch das Vorsehen des zweiten Planetengetriebes auf bauraumsparende Art und Weise eine zweite Getriebestufe bereitgestellt.
Vorzugsweise ist der Endbereich hohlwellenförmig ausgebildet, wobei die Abtriebsverzahnung in einer Mantelinnenwand des hohlwellenförmigen Endbereichs ausgebildet ist. Der Endbereich ist demnach als Spindelmutter ausgebildet. Diese Ausbildungsform des Endbereichs ist besonders geeignet, um direkt mit dem Betätigungselement zusammen zu wirken. Vorzugsweise ist das Betätigungselement als Gewindespindel ausgebildet und in dem hohlwellenförmigen Endbereich eingeschraubt. Zweckmäßigerweise ist dann dem als Gewindespindel ausgebildeten Betätigungselement eine Anti-Rotations-Vorrichtung zugeordnet, sodass das Betätigungselement bei einer Drehung der Antriebswelle und somit des Planetenträgers nicht rotiert, sondern axial verschoben wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Planetenträger durch Spritzgießen auf einen metallischen Trägerstab aufgespritzt ist. Es wird also ein Trägerstab bereitgestellt, der mit Kunststoff umspritzt wird, um den Planetenträger zu erhalten. Der metallische Trägerstab weist eine hohe Stabilität auf, sodass durch das Aufspritzen des Planetenträgers auf den Trägerstab die Stabilität des Planetenträgers erhöht wird.
Vorzugsweise weist der Bremskrafterzeuger ein eine Radialkraft übertragendes Lager auf, wobei der Trägerstab zum Lagern des Planetenträgers radial an einem ersten Lagerring des Lagers anliegt. Aufgrund der hohen Stabilität des metallischen Trägerstabs ist der metallische Trägerstab zum Lagern des Planetenträgers besonders geeignet. Vorzugsweise ist ein von dem Elektromotor abgewandtes Ende des Trägerstabs frei von dem Planetenträger, wobei dieses Ende des Trägerstabs radial an dem ersten Lagerring des Lagers anliegt.
Die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung für eine Bremsanlage weist einen Hauptbremszylinder auf, in dem ein Hydraulikkolben verschiebbar gelagert ist, und zeichnet sich mit den Merkmalen des Anspruchs 9 durch den erfindungsgemäßen Bremskrafterzeuger aus, wobei der Hydraulikkolben durch eine Verschiebung des Betätigungselementes verschiebbar ist. Auch daraus ergeben sich die bereits genannten Vorteile. Weitere bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Vorzugsweise ist der Hydraulikkolben axial verschiebbar. Der Hydraulikkolben ist also entlang der Rotationsachse oder entlang einer Achse, die parallel zu der Rotationsachse und radial beabstandet von der Rotationsachse verläuft, verschiebbar. Vorzugsweise liegt das Betätigungselement bei der Verschiebung des Hydraulikkolbens mittelbar an dem Hydraulikkolben an. Es ist also zumindest ein weiteres verschiebbares Element zwischen dem Betätigungselement und dem Hydraulikkolben vorhanden. Alternativ dazu liegt das Betätigungselement bei der Verschiebung des Hydraulikkolbens unmittelbar, also direkt, an dem Hydraulikkolben an.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dazu zeigen

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Bremskrafterzeugers einer Betätigungseinrichtung einer Bremsanlage,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Bremskrafterzeugers,
3 ein drittes Ausführungsbeispiel des Bremskrafterzeugers,
4 ein viertes Ausführungsbeispiel des Bremskrafterzeugers,
5 ein fünftes Ausführungsbeispiel des Bremskrafterzeugers,
6 ein sechstes Ausführungsbeispiel des Bremskrafterzeugers,
7 ein siebtes Ausführungsbeispiel des Bremskrafterzeugers und
8 ein achtes Ausführungsbeispiel des Bremskrafterzeugers.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Bremskrafterzeugers 1 einer nicht dargestellten Betätigungseinrichtung einer hydraulischen Bremsanlage. Die hydraulische Bremsanlage weist mehrere Reibbremseinrichtungen auf. Die Betätigungseinrichtung ist dazu ausgebildet, die Reibbremseinrichtungen zu betätigen, um mittels der Reibbremseinrichtungen ein Reibbremsmoment zu erzeugen. Hierzu weist die Betätigungseinrichtung einen Hauptbremszylinder auf, in dem zumindest ein Hydraulikkolben verschiebbar gelagert ist. In der Regel handelt es sich bei dem Hauptbremszylinder um einen Tandem-Hauptbremszylinder, sodass in dem Hauptbremszylinder üblicherweise zwei Hydraulikkolben verschiebbar gelagert sind. Der Hauptbremszylinder ist dabei mit Nehmerzylindern der Reibbremseinrichtungen fluidtechnisch verbunden. Werden die Hydraulikkolben in eine Betätigungsrichtung verschoben, so wird eine Hydraulikflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder in die Nehmerzylinder verlagert und ein Reibbremsmoment erzeugt.
Die Betätigungseinrichtung 1 ist dazu ausgebildet, die Hydraulikkolben elektromotorisch zu verschieben und somit die Reibbremseinrichtungen elektromotorisch zu betätigen. Ein derartiges Prinzip ist grundsätzlich aus Betätigungseinrichtungen des Typs i Booster der Anmelderin bekannt.
Die Betätigungseinrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem eine Antriebswelle 3 drehbar gelagert ist. Die Antriebswelle 3 ist dabei um eine Rotationsachse 5 drehbar gelagert. Die Betätigungseinrichtung 1 weist außerdem einen lediglich schematisch dargestellten Elektromotor 4 auf. Der Elektromotor 4 weist einen Rotor und eine mehrphasige Motorwicklung auf. Der Rotor ist drehfest auf der Antriebswelle 3 angeordnet und durch eine Bestromung der Motorwicklung drehbar, wobei sich dann die Antriebswelle 3 mit dem Rotor mitdreht. Bei der Motorwicklung handelt es sich beispielsweise um eine gehäusefeste Statorwicklung, die verteilt um den Rotor angeordnet ist.
Die Betätigungseinrichtung 1 weist außerdem ein zumindest in 1 nicht dargestelltes Betätigungselement auf, das axial, also entlang der Rotationsachse 5 oder entlang einer Achse, die parallel zu der Rotationsachse 5 und radial beabstandet von der Rotationsachse 5 verläuft, verschiebbar gelagert ist.
Die Betätigungseinrichtung 1 weist außerdem eine Getriebeeinrichtung 6 auf, die derart zwischen der Antriebswelle 3 und dem Betätigungselement wirkt, dass das Betätigungselement bei einer Drehung der Antriebswelle 3 axial verschoben wird. Dabei ist das Betätigungselement derart mit den Hydraulikkolben gekoppelt, dass die Hydraulikkolben mit dem Betätigungselement mitverschoben werden, wenn das Betätigungselement in die Betätigungsrichtung verschoben wird.
Die Getriebeeinrichtung 6 weist ein Planetengetriebe 7 auf. Das Planetengetriebe 7 weist ein Sonnenrad 11 auf, das drehfest mit der Antriebswelle 3 verbunden ist. Außerdem weist das Planetengetriebe 7 einen Planetenträger 8 auf, der um die Rotationsachse 5 drehbar gelagert ist. Außerdem weist das Planetengetriebe 7 mehrere Planetenräder auf, die an dem Planetenträger 8 drehbar gelagert sind und deren Verzahnungen mit einer Verzahnung des Sonnenrad 11 kämmen. Vorliegend sind ein erstes Planetenrad 9A, ein zweites Planetenrad 9B und ein drittes Planetenrad vorhanden, wobei lediglich das erste Planetenrad 9A und das zweite Planetenrad 9B ersichtlich sind. Das erste Planetenrad 9A ist mittels einer metallischen ersten Planetenradwelle 10A drehbar an dem Planetenträger 8 gelagert. Das zweite Planetenrad 9B ist mittels einer metallischen zweiten Planetenradwelle 10B drehbar an dem Planetenträger 8 gelagert. Das nicht ersichtliche dritte Planetenrad ist mittels einer nicht ersichtlichen metallischen dritten Planetenradwelle drehbar an dem Planetenträger 8 gelagert. Wird im Folgenden die konstruktive Ausgestaltung eines der Planetenräder oder die konstruktive Ausgestaltung einer der Planetenradwellen beschrieben, so ist diese konstruktive Ausgestaltung auch in den anderen Planetenrädern beziehungsweise den anderen Planetenradwellen verwirklicht. Das Planetengetriebe 7 weist außerdem ein gehäusefestes Hohlrad 12 auf, wobei die Verzahnungen der Planetenräder auch mit einer Verzahnung des Hohlrads 12 kämmen.
Der Planetenträger 8 ist als Spritzgießteil, also mittels Spritzgießen, aus Kunststoff gefertigt. Der Planetenträger 8 weist einen dem Elektromotor 4 zugewandten ersten Endbereich 13 und einen von dem Elektromotor 4 abgewandten zweiten Endbereich 14 auf.
Der erste Endbereich 13 ist als Hohlwellenabschnitt 13 ausgebildet. Insofern ist der Endbereich 13 zylinderförmig ausgebildet. Eine Mantelwand 15 des Hohlwellenabschnitts 13 weist eine der Anzahl an Planetenrädern entsprechende Anzahl an Radialdurchbrüchen auf. Jedem der Planetenräder ist jeweils einer der Radialdurchbrüche zugeordnet und die Planetenräder liegen in den Radialdurchbrüchen ein. Beispielsweise liegt das erste Planetenrad 9A in einem ersten Radialdurchbruch 16A ein. Das zweite Planetenrad 9B liegt in einem zweiten Radialdurchbruch 16B ein.
Die Planetenradwellen sind beidseitig der Planetenräder in dem Hohlwellenabschnitt 13 gelagert. Dies wird im Folgenden mit Bezug auf die erste Planetenradwelle 10A näher erläutert. Der Hohlwellenabschnitt 13 weist einen ersten Lagerabschnitt 17 und einen zweiten Lagerabschnitt 18 auf. Der erste Lagerabschnitt 17 weist einen Axialdurchbruch 19 auf. Der zweite Lagerabschnitt 18 weist eine Axialvertiefung 20 auf, die mit dem Axialdurchbruch 19 fluchtet. Die erste Planetenradwelle 10A ist sowohl in dem Axialdurchbruch 19 als auch in der Axialvertiefung 20 gelagert. Dabei ist die erste Planetenradwelle 10A im Bereich des Axialdurchbruchs 19 und im Bereich der Axialvertiefung 20 mit dem Planetenträger 8 fest verbunden, vorzugsweise mittels einer Presspassung. Zur Montage des ersten Planetenrads 9A wird zunächst das erste Planetenrad 9A in den Radialdurchbruch 16A eingelegt. Anschließend wird die Planetenradwelle 10A durch den Axialdurchbruch 19 und eine Zentralausnehmung des ersten Planetenrads 9A hindurchgesteckt und in die Axialvertiefung 20 eingesteckt, bis ein in Einsteckrichtung vorderes Ende der Planetenradwelle 10A an einem Boden der Axialvertiefung 20 axial anliegt. Die Planetenradwelle 10A ist dabei derart dimensioniert, dass im eingesteckten Zustand der Planetenradwelle 10A ein in Einsteckrichtung hinterer Bereich des Axialdurchbruch 19 frei von der Planetenradwelle 10A ist. Um die Planetenradwelle 10A axial zu fixieren, wird dieser Bereich des Axialdurchbruch 19 mittels Heißverstemmen umgeformt. Vorliegend ist der erste Lagerabschnitt 17 näher an dem Elektromotor 4 gelegen als der zweite Lagerabschnitt 18.
Der von dem Elektromotor 4 abgewandte zweite Endbereich 14 des Planetenträgers 8 weist eine Mantelwand 21 auf, in der eine Abtriebsverzahnung 22, also ein Getriebeausgang des Planetengetriebes 7, ausgebildet ist. Der aus Kunststoff ausgebildet Planetenträger 8 weist also die Abtriebsverzahnung 22 auf. Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Mantelwand 21 um eine Mantelaußenwand 51 des zweiten Endbereichs 14 des Planetenträgers 8.
Die Getriebeeinrichtung 6 weist gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ein weiteres Getriebeelement 23, nämlich ein Zahnrad 23 auf, dessen Verzahnung mit der Abtriebsverzahnung 22 kämmt. Zwischen der Abtriebsverzahnung 22 und dem nicht dargestellten Betätigungselement wirkt demnach zumindest ein weiteres Getriebeelement der Getriebeeinrichtung 6. Wäre das Betätigungselement dargestellt, so würde eine Verzahnung des Betätigungselementes beispielsweise mit der Verzahnung des Zahnrads 23 kämmen. Alternativ wäre zwischen dem Zahnrad 23 und dem Betätigungselement zumindest ein weiteres Getriebeelement wie beispielsweise eine Gewindemutter vorhanden. Dem Betätigungselement wäre zudem eine Anti-Rotations-Vorrichtung zugeordnet, um eine Rotation des Betätigungselementes zu vermeiden.
Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Planetenträger 8 auf einen metallischen Trägerstab 24 aufgespritzt, um die Stabilität des Planetenträgers 8 zu steigern. Der Trägerstab 24 erstreckt sich vorliegend durch den zweiten Endbereich 14 des Planetenträgers 8. Ein von dem Elektromotor 4 abgewandtes Ende 25 des Trägerstabs 24 ist frei von dem aus Kunststoff gefertigten Planetenträger 8.
Der Bremskrafterzeuger 1 weist außerdem ein eine Radialkraft übertragendes erstes Lager 26 auf. Das erste Lager 26 ist zwischen den Planetenrädern einerseits und dem Elektromotor 4 andererseits angeordnet. Der Hohlwellenabschnitt 13 liegt radial von innen an einem ersten Lagerring 27 des ersten Lagers 26 an. Ein gehäusefestes erstes Lagerschild 28 liegt radial von außen an einem zweiten Lagerring 29 des ersten Lagers 26 an. Zwischen dem ersten Lagerring 27 und dem zweiten Lagerring 29 sind mehrere Wälzkörper 30 angeordnet. Insofern ist das erste Lager 26 gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als Wälzkörperlager 26 ausgebildet. Der erste Lagerring 27 bildet dabei den inneren Lagerring des ersten Lagers 26 und der zweite Lagerring 29 bildet den äußeren Lagerring des ersten Lagers 26.
Der Bremskrafterzeuger 1 weist außerdem ein eine Radialkraft übertragendes zweites Lager 31 auf. Das zweite Lager 31 ist zwischen dem ersten Lager 26 einerseits und dem Elektromotor 4 andererseits angeordnet. Die Antriebswelle 3 liegt radial von innen an einem ersten Lagerring 32 des zweiten Lagers 31 an. Ein gehäusefestes zweites Lagerschild 33 liegt radial von außen an einem zweiten Lagerring 34 des zweiten Lagers 31 an. Zwischen dem ersten Lagerring 32 und dem zweiten Lagerring 34 sind mehrere Wälzkörper 40 angeordnet. Insofern ist auch das zweite Lager 31 gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als Wälzkörperlager 31 ausgebildet.
Der Bremskrafterzeuger 1 weist außerdem ein eine Radialkraft übertragendes drittes Lager 35 auf. Das Ende 25 des Trägerstabs 24 liegt radial von innen an einem ersten Lagerring 36 des dritten Lagers 35 an. Das erste Lagerschild 28 liegt radial von außen an einem zweiten Lagerring 37 des dritten Lagers 35 an. Zwischen dem ersten Lagerring 36 und dem zweiten Lagerring 37 sind mehrere Wälzkörper 38 angeordnet. Insofern ist auch das dritte Lager 36 gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als Wälzkörperlager 36 ausgebildet.
2 zeigt den Bremskrafterzeuger 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der in 2 dargestellte Bremskrafterzeuger 1 unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten Bremskrafterzeuger 1 insbesondere im Hinblick auf die Ausgestaltung des ersten Lagers 26. Gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Hohlwellenabschnitt 13 radial von außen an dem ersten Lagerring 27 des ersten Lagers 26 an. Das zweite Lagerschild 33 liegt radial von innen an dem zweiten Lagerring 29 des ersten Lagers 26 an. Das zweite Lagerschild 33 liegt also zum einen radial von außen an dem zweiten Lagerring 34 des zweiten Lagers 31 an und zum anderen radial von innen an dem zweiten Lagerring 29 des ersten Lagers 26. Hierzu weist ein freier Endabschnitt 39 des zweiten Lagerschilds 33 im Bereich der Lager 26 und 31 einen gestuften Verlauf auf. Gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel bildet der erste Lagerring 27 den äußeren Lagerring des ersten Lagers 26 und der zweite Lagerring 29 bildet den inneren Lagerring des ersten Lagers 26.
3 zeigt den Bremskrafterzeuger 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Der in 3 dargestellte Bremskrafterzeuger 1 unterscheidet sich von dem in 2 dargestellten Bremskrafterzeuger 1 insbesondere im Hinblick auf die Ausgestaltung des zweiten Endbereichs 14 des Planetenträgers 8. Gemäß dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Getriebeeinrichtung 6 ein zweites Planetengetriebe 41 auf. Ein zweites Sonnenrad 42 des zweiten Planetengetriebes 41 wird durch die Abtriebsverzahnung 22 der Mantelwand 21 des zweiten Endbereichs 14 des Planetenträgers 8 gebildet. Das zweite Planetengetriebe 41 weist einen zweiten Planetenträger 43 auf, der drehbar gelagert ist. Vorzugsweise ist auch der zweite Planetenträger 43 aus Kunststoff gefertigt, vorzugsweise mittels Spritzgießen. An dem zweiten Planetenträger 43 sind drei Planetenräder drehbar gelagert, von denen in 3 lediglich ein viertes Planetenrad 44A und ein fünftes Planetenrad 44B ersichtlich sind. Gemäß dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der zweite Planetenträger 43 radial von innen an dem ersten Lagerring 36 des dritten Lagers 35 an. Ein weiteres gehäusefestes Lagerschild 45 liegt radial von außen an dem zweiten Lagerring 37 des dritten Lagers 35 an. Wäre das Betätigungselement dargestellt, so würde eine Verzahnung des Betätigungselementes beispielsweise mit einer Abtriebsverzahnung des zweiten Planetenträgers 43 kämmen. Alternativ wäre zwischen der Abtriebsverzahnung des zweiten Planetenträgers und dem Betätigungselement zumindest ein weiteres Getriebeelement vorhanden. Dem Betätigungselement wäre zudem eine Anti-Rotations-Vorrichtung zugeordnet, um eine Rotation des Betätigungselementes zu vermeiden.
4 zeigt den Bremskrafterzeuger 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Der in 4 dargestellte Bremskrafterzeuger 1 unterscheidet sich von dem in 3 dargestellten Bremskrafterzeuger 1 insbesondere im Hinblick auf die Ausgestaltung der Lagerung der Antriebswelle 3 und der Lagerung des Planetenträgers 8. Gemäß dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird auf das zweite Lager 31 verzichtet. Stattdessen werden sowohl der Planetenträger 8 als auch die Antriebswelle 3 mittels des ersten Lagers 26 drehbar gelagert. Der erste Lagerring 27 bildet dabei den äußeren Lagerring des ersten Lagers 26. Der Hohlwellenabschnitt 13 liegt radial von außen an dem ersten Lagerring 27 an. Der zweite Lagerring 29 bildet den inneren Lagerring des ersten Lagers 26. Damit das zweite Lagerschild 33 dennoch radial von außen an dem zweiten Lagerring 29 anliegen kann, weist der zweite Lagerring 29 einen zweiten Axialvorsprung 45 auf, der in Richtung des Elektromotors 4 axial von dem ersten Lager 26 vorsteht. Das zweite Lagerschild 33 liegt radial von außen an dem zweiten Axialvorsprung 45 an. Die Antriebswelle 3 liegt mittels eines Nadelkranzes 46 radial von innen an dem zweiten Lagerring 29 an. Alternativ dazu liegt die Antriebswelle 3 an einem dritten Lagerring radial von innen an, der dann den inneren Lagerring des ersten Lagers 26 bildet, sodass der zweite Lagerring 29 einen mittleren Lagerring des ersten Lagers 26 bildet. Zweckmäßigerweise sind dann zwischen dem zweiten Lagerring 29 und dem dritten Lagerring mehrere Wälzkörper oder ein Gleitmedium angeordnet.
5 zeigt den Bremskrafterzeuger 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Der in 5 dargestellte Bremskrafterzeuger 1 unterscheidet sich von dem in 4 dargestellten Bremskrafterzeuger 1 insbesondere im Hinblick auf die Ausgestaltung des ersten Lagers 26. Gemäß dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel bildet der zweite Lagerring 29 den äußeren Lagerring des ersten Lagers 26. Das zweite Lagerschild 33 liegt radial von außen an dem zweiten Lagerring 29 an. Der erste Lagerring 27 bildet den inneren Lagerring des ersten Lagers 26. Damit der Hohlwellenabschnitt 13 dennoch radial von außen an dem ersten Lagerring 27 anliegen kann, weist der erste Lagerring 27 einen ersten Axialvorsprung 47 auf, der in Richtung der Planetenräder 9 von dem ersten Lagers 26 axial vorsteht. Der Hohlwellenabschnitt 13 liegt radial von außen an dem ersten Axialvorsprung 47 an. Die Antriebswelle 3 liegt mittels des Nadelkranzes 46 radial von innen an dem ersten Lagerring 27 an. Alternativ dazu liegt die Antriebswelle 3 an einem dritten Lagerring radial von innen an, der dann den inneren Lagerring des ersten Lagers 26 bildet, sodass der erste Lagerring 27 einen mittleren Lagerring des ersten Lagers 26 bildet. Zweckmäßigerweise sind dann zwischen dem ersten Lagerring 27 und dem dritten Lagerring mehrere Wälzkörper oder ein Gleitmedium angeordnet.
6 zeigt den Bremskrafterzeuger 1 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. Der in 6 dargestellte Bremskrafterzeuger 1 unterscheidet sich von dem in 5 dargestellten Bremskrafterzeuger 1 dadurch, dass anstelle des Nadelkranzes 46 als Wälzkörper mehrere Kugeln 48 zwischen der Antriebswelle 3 und dem ersten Lagerring 27 vorgesehen sind. Dabei weist die Antriebswelle 3 eine Umfangsnut 49 auf. Der erste Lagerring 27 weist eine Umfangsnut 50 auf, die der Umfangsnut 49 radial gegenüberliegt. Die Kugeln 48 greifen radial sowohl in die Umfangsnut 49 als auch in die Umfangsnut 50 ein.
7 zeigt den Bremskrafterzeuger 1 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel. Das in 7 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel insbesondere im Hinblick auf die Ausgestaltung des zweiten Endbereichs 14 des Planetenträgers 8. Gemäß dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der zweite Endbereichs 14 hohlwellenförmig ausgebildet. Die Abtriebsverzahnung 22 ist in einer Mantelinnenwand 52 des hohlwellenförmigen Endbereichs 14 ausgebildet. Zudem ist in 7 das Betätigungselement 53 dargestellt. Vorliegend handelt es sich bei dem Betätigungselement 53 um eine Gewindespindel 54, die in die Abtriebsverzahnung 22 eingeschraubt ist. Der Gewindespindel 54 ist eine nicht dargestellte Anti-Rotations-Vorrichtung zugeordnet, sodass die Gewindespindel 54 bei einer Drehung des Planetenträgers 8 nicht mit dem Planetenträger 8 mitrotiert, sondern axial verschoben wird.
8 zeigt den Bremskrafterzeuger 1 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel. Auch in dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der zweite Endbereich 14 hohlwellenförmig und die Abtriebsverzahnung 22 ist in einer Mantelinnenwand des hohlwellenförmigen Endbereichs 14 ausgebildet. In die Abtriebsverzahnung 22 ist eine Gewindespindel 55 eingeschraubt. Alternativ dazu ist der Planetenträger 8 auf die Gewindespindel 55 aufgespritzt. Das Betätigungselement 53 wird durch eine Gewindemutter 56 gebildet, die auf die Gewindespindel 55 aufgeschraubt ist. Der Gewindemutter 56 ist eine nicht dargestellte Anti-Rotations-Vorrichtung zugeordnet, sodass die Gewindemutter 56 bei einer Drehung des Planetenträgers 8 nicht mit dem Planetenträger 8 mitrotiert, sondern axial verschoben wird.

Claims

Bremskrafterzeuger für eine Bremsanlage, mit einer Antriebswelle (3), die in einem Gehäuse (2) des Bremskrafterzeugers (1) drehbar gelagert ist, einem Elektromotor (4), der einen Rotor und zumindest eine Motorwicklung aufweist, wobei der Rotor drehfest auf der Antriebswelle (3) angeordnet und durch eine Bestromung der Motorwicklung drehbar ist, mit einem Betätigungselement (53), das verschiebbar gelagert ist, und mit einer Getriebeeinrichtung (6), die derart zwischen der Antriebswelle (3) und dem Betätigungselement (53) wirkt, dass das Betätigungselement (53) bei einer Drehung der Antriebswelle (3) verschoben wird, wobei die Getriebeeinrichtung (6) ein Planetengetriebe (7) aufweist, das ein drehfest mit der Antriebswelle (3) verbundenes Sonnenrad (11), einen drehbar gelagerten Planetenträger (8), zumindest ein drehbar an dem Planetenträger (8) gelagertes Planetenrad (9A) und eine dem Betätigungselement (53) zugeordnete Abtriebsverzahnung (22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebsverzahnung (22) in einer Mantelwand (21) eines von dem Elektromotor (4) abgewandten Endbereichs (14) des Planetenträgers (8) ausgebildet ist.
Bremskrafterzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (8) aus Kunststoff gefertigt ist, insbesondere als Spritzgießteil.
Bremskrafterzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebsverzahnung (22) direkt mit einer Verzahnung des Betätigungselementes (53) kämmt, oder dass zwischen der Abtriebsverzahnung (22) und dem Betätigungselement (53) zumindest ein weiteres Getriebeelement der Getriebeeinrichtung (6) wirkt.
Bremskrafterzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebsverzahnung (22) in einer Mantelaußenwand (51) des Endbereichs (14) ausgebildet ist.
Bremskrafterzeuger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung (6) ein zweites Planetengetriebe (41) aufweist, wobei ein zweites Sonnenrad (42) des zweiten Planetengetriebes (41) durch die Abtriebsverzahnung (22) gebildet ist.
Bremskrafterzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (14) hohlwellenförmig ausgebildet ist, wobei die Abtriebsverzahnung (22) in einer Mantelinnenwand (52) des hohlwellenförmigen Endbereichs (14) ausgebildet ist.
Bremskrafterzeuger nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (8) durch Spritzgießen auf einen metallischen Trägerstab (24) aufgespritzt ist.
Bremskrafterzeuger nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein eine Radialkraft übertragendes Lager (35), wobei der Trägerstab (24) zum Lagern des Planetenträgers (8) radial an einem ersten Lagerring (36) des Lagers (35) anliegt.
Betätigungseinrichtung für eine Bremsanlage, mit einem Hauptbremszylinder, in dem ein Hydraulikkolben verschiebbar gelagert ist, und mit einem Bremskrafterzeuger (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hydraulikkolben durch eine Verschiebung des Betätigungselementes (53) verschiebbar ist.