DE102021202569A1 - Electromechanical brake booster - Google Patents

Abstract

Die Erfindung schlägt einen elektromechanischen Bremskraftverstärker (1) mit Kniehebelanordnungen (15) vor, die um ein Eingangsglied (6) und ein Ausgangsglied (7) des Bremskraftverstärkers (1) herum angeordnet sind und deren Kniegelenke (18) zu einer Betätigung des Bremskraftverstärkers (1) von entgegengesetzt drehenden Innenkreiskeilrädern (26) mit entgegengesetzt steigenden Innenkreiskeilen (27) nach innen gedrückt werden.The invention proposes an electromechanical brake booster (1) with toggle lever arrangements (15) which are arranged around an input member (6) and an output member (7) of the brake booster (1) and whose toggle joints (18) are used to actuate the brake booster (1st ) are pressed inwards by counter-rotating inner circular wedge wheels (26) with counter-rising inner circular wedges (27).

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Bremskraftverstärker mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to an electromechanical brake booster having the features of the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Die Offenlegungsschrift DE 10 2007 018 469 A1 offenbart einen elektromechanischen Bremskraftverstärker, der einen Hauptbremszylinderkolben zur Erzeugung eines Bremsdrucks mit einer Kniehebelanordnung in einem Hauptbremszylinder verschiebt. An einem zwei Hebel der Kniehebelanordnung gelenkig verbindenden Kniegelenk greifen quer zu einer Achse eines Hauptbremszylinders, die eine Verschiebelinie des Hauptbremszylinderkolbens ist, ein Fußbremspedal zu einer Muskelkraftbetätigung und eine Zahnstange zum Einkoppeln einer Hilfskraft oder zu einer Hilfskraftbetätigung des Hauptbremszylinders an. Die Zahnstange wird von einem Elektromotor über ein Untersetzungsgetriebe und ein Ritzel, das mit der Zahnstange kämmt, verschoben.The disclosure document DE 10 2007 018 469 A1 discloses an electromechanical brake booster that displaces a master cylinder piston to generate braking pressure with a toggle assembly in a master cylinder. A foot brake pedal for muscle power actuation and a toothed rack for coupling an auxiliary force or for an auxiliary power actuation of the master brake cylinder act on a knee joint that articulately connects two levers of the toggle lever arrangement. The rack is moved by an electric motor via a reduction gear and a pinion that meshes with the rack.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Der erfindungsgemäße, elektromechanische Bremskraftverstärker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist ein Eingangsglied, das mit Muskelkraft verschiebbar ist, und ein Ausgangsglied, das zu einer Verschiebung eines Hauptbremszylinderkolbens in einem Hauptbremszylinder mit dem Eingangsglied entlang einer insbesondere geraden Verschiebelinie verschiebbar ist, auf. Das Eingangsglied ist beispielsweise mittels eines Fußbremspedals oder eines Handbremshebels über eine Pedalstange, die gelenkig mit dem Fußbremspedal oder dem Handbremsehebel und mit dem Eingangsglied des Bremskraftverstärkers verbunden ist, verschiebbar. Das Ausgangsglied des Bremskraftverstärkers ist beispielsweise über eine Kolbenstange mit dem Hauptbremszylinderkolben verbunden. Das Eingangsglied verschiebt das Ausgangsglied beispielsweise durch Anlage am Ausgangsglied, wobei das Ausgangsglied insbesondere auch unabhängig von dem Eingangsglied in Richtung des Hauptbremszylinderkolbens verschiebbar ist.The electromechanical brake booster according to the invention with the features of claim 1 has an input member that can be displaced with muscle power, and an output member that can be displaced to displace a master brake cylinder piston in a master brake cylinder with the input member along a displacement line, in particular a straight line. The input member can be moved, for example, by means of a foot brake pedal or a hand brake lever via a pedal rod which is articulated to the foot brake pedal or the hand brake lever and to the input member of the brake booster. The output element of the brake booster is connected to the master brake cylinder piston via a piston rod, for example. The input member moves the output member, for example, by contacting the output member, the output member being displaceable in particular independently of the input member in the direction of the master brake cylinder piston.

Außerdem weist der erfindungsgemäße, elektromechanische Bremskraftverstärker einen elektromechanisch, insbesondere mit einem Elektromotor angetriebenen Hilfskrafterzeuger auf, der eine als Hilfskraft bezeichnete Kraft erzeugt, die zusätzlich zu der über das Eingangsglied auf das Ausgangsglied des Bremskraftverstärkers ausgeübten Muskelkraft auf das Ausgangsglied des Bremskraftverstärkers im Sinne einer Betätigung des Hauptbremszylinders wirkt. Es ist insbesondere auch eine Betätigung des Hauptbremszylinders ohne Muskelkraft ausschließlich mit dem Hilfskrafterzeuger möglich, wobei die Hilfskraft des Hilfskrafterzeugers in diesem Fall auch als Fremdkraft bezeichnet werden kann. Anstatt mit einem Elektromotor kann der Hilfskrafterzeuger beispielsweise auch mit einem Linearmotor oder einem elektromechanischen Aktuator angetrieben werden.In addition, the electromechanical brake booster according to the invention has an electromechanically driven auxiliary force generator, in particular with an electric motor, which generates a force referred to as an auxiliary force, which, in addition to the muscle force exerted via the input element on the output element of the brake booster, is applied to the output element of the brake booster in the sense of actuating the brake master cylinder works. In particular, it is also possible to actuate the master brake cylinder without muscle power using only the auxiliary power generator, in which case the auxiliary power of the auxiliary power generator can also be referred to as an external power. Instead of using an electric motor, the auxiliary power generator can also be driven, for example, using a linear motor or an electromechanical actuator.

Zum Verschieben des Ausgangsglieds des Bremskraftverstärkers weist dessen Hilfskrafterzeuger einen Kreiskeil und ein Kraftübertragungsglied auf, das schräg zu der Verschiebelinie des Ausgangsglieds des Bremskraftverstärkers angeordnet ist und gelenkig an dem Ausgangsglied angreift. Der Kreiskeil ist ein kreisförmig gebogener Keil, er weist eine beispielsweise schneckenlinienförmige Keilfläche mit einer Steigung in einer Umfangsrichtung in einem radialen Abstand von der Verschiebelinie des Ausgangsglieds auf und ist um die Verschiebelinie oder jedenfalls so drehbar, dass sich ein Abstand der Keilfläche von der Verschiebelinie des Ausgangsglieds des Bremskraftverstärkers an einer Umfangsstelle ändert. Das Kraftübertragungsglied stützt sich mit Abstand von einer Angriffsstelle an dem Ausgangsglied des Bremskraftverstärkers an dem Kreiskeil ab. Bei einer Drehung in einer Betätigungsrichtung beaufschlagt der Kreiskeil das Kraftübertragungsglied in Richtung der Verschiebelinie des Ausgangsglieds des Bremskraftverstärkers, wodurch das Kraftübertragungsglied die Hilfskraft in Richtung des Hauptbremszylinderkolbens auf das Ausgangsglied ausübt. Der Kreiskeil ist in Bezug auf das Kraftübertragungsglied drehbar, das heißt es kann anstelle des Kreiskeils das Kraftübertragungsglied um die Verschiebelinie des Ausgangsglieds des Bremskraftverstärkers gedreht oder es können der Kreiskeil und das Kraftübertragungsglied einander entgegengesetzt gedreht werden. Die Hilfskraft wirkt insbesondere schräg zur Verschiebelinie, das heißt sie weist eine Längskraftkomponente parallel zu der Verschiebelinie und eine Querkraftkomponente quer zu der Verschiebelinie auf. „Schräg“ bedeutet genau genommen, dass eine gedachte gerade Kraftwirkungslinie durch einen Abstützpunkt des Kraftübertragungsglieds am Kreiskeil und durch einen Angriffspunkt des Kraftübertragungsglieds am Ausgangsglied des Bremskraftverstärkers schräg zu der Verschiebelinie des Ausgangsglieds verläuft. Der Abstützpunkt und der Angriffspunkt sind gedachte Mittelpunkte der Abstützung des Kraftübertragungsglieds am Kreiskeil des Hilfskrafterzeugers einerseits und am Ausgangsglied des Bremskraftverstärkers andererseits. Ein Winkel, in dem das Kraftübertragungsglied des Hilfskrafterzeugers schräg zu der Verschiebelinie des Ausgangsglieds des Bremskraftverstärkers angeordnet ist, kann sich während der Betätigung des Bremskraftverstärkers ändern und wird insbesondere spitzer. Dadurch vergrößert sich eine Kraftübersetzung des Hilfskrafterzeugers während der Betätigung. Ein Drehantrieb des Kreiskeils erfolgt elektromechanisch beispielsweise mit dem Elektromotor.To move the output member of the brake booster, its auxiliary power generator has a circular wedge and a force transmission member which is arranged obliquely to the displacement line of the output member of the brake booster and articulated on the output member. The circular wedge is a circularly curved wedge, it has a wedge surface, for example in the shape of a helical line, with a pitch in a circumferential direction at a radial distance from the displacement line of the output member and can be rotated about the displacement line or at least in such a way that the distance between the wedge surface and the displacement line of the Output member of the brake booster changes at a point on the circumference. The force transmission member is supported on the circular wedge at a distance from a point of contact on the output member of the brake booster. When rotating in an actuating direction, the circular wedge acts on the force transmission element in the direction of the displacement line of the output element of the brake booster, as a result of which the force transmission element exerts the auxiliary force on the output element in the direction of the master brake cylinder piston. The circular wedge is rotatable in relation to the force transmission member, i.e. instead of the circular wedge the force transmission member can be rotated around the displacement line of the output member of the brake booster or the circular wedge and the force transmission member can be rotated in opposite directions. The auxiliary force acts in particular at an angle to the displacement line, that is to say it has a longitudinal force component parallel to the displacement line and a transverse force component transversely to the displacement line. Strictly speaking, "diagonally" means that an imaginary straight line of action of force runs through a support point of the force transmission element on the circular wedge and through a point of application of the force transmission element on the output element of the brake booster at an angle to the displacement line of the output element. The support point and the point of application are imaginary centers of the support of the force transmission element on the circular wedge of the auxiliary power generator on the one hand and on the output element of the brake booster on the other hand. An angle at which the force-transmitting member of the power-assisted generator is arranged obliquely to the displacement line of the output member of the brake booster can change during the actuation of the brake booster and, in particular, becomes more acute. This increases a power transmission of the auxiliary power generator during actuation. A rotary drive of the circular wedge takes place electromechanically, for example with the electric motor.

Die abhängigen Ansprüche haben Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Erfindung zum Gegenstand.The dependent claims relate to developments and advantageous refinements of the invention specified in the independent claim.

Für einen symmetrischen oder jedenfalls hinsichtlich Querkräften und/oder Kippmomenten verbesserten Kraftangriff des Kraftübertragungsglieds des Hilfskrafterzeugers am Ausgangsglied des Bremskraftverstärkers sieht eine Ausgestaltung der Erfindung zwei insbesondere einander gegenüber angeordnete Kraftübertragungsglieder oder mehr als zwei Kraftübertragungsglieder vor, die ungleichmäßig oder vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilt um die Verschiebelinie des Ausgangsglieds des Bremskraftverstärkers herum angeordnet sind.For a symmetrical force application or at least one that is improved in terms of lateral forces and/or tilting moments, the force transmission element of the auxiliary power generator acts on the output element of the brake booster in one embodiment of the invention, in particular two force transmission elements arranged opposite one another or more than two force transmission elements which are distributed unevenly or preferably evenly over the circumference around the Displacement line of the output member of the brake booster are arranged around.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine oder vorzugsweise mehrere gleichmäßig oder ungleichmäßig über den Umfang verteilt um die Verschiebelinie des Ausgangsglieds des Bremskraftverstärkers herum angeordnete Kniehebelanordnungen vor, die jeweils ein Kraftübertragungsglied und ein weiteres, hier als Stützglied bezeichnetes Glied aufweisen, das sich in Richtung der Verschiebelinie ortsfest und gelenkig abstützt und das gelenkig mit dem Kraftübertragungsglied verbunden ist. Ein Kniegelenk der Kniehebelanordnung/en, an dem das Kraftübertragungsglied gelenkig mit dem Stützglied verbunden ist, wird durch Drehung von Kreiskeilen, an denen sich das oder die Kniegelenk/e abstützen, nach innen in Richtung der Verschiebelinie des Ausgangsglieds beaufschlagt, wodurch sich die Kniehebelanordnung/en „strecken“ und das Ausgangsglied des Bremskraftverstärkers in Richtung des Hauptbremszylinderkolbens verschieben.One embodiment of the invention provides one or preferably several toggle lever arrangements distributed evenly or unevenly over the circumference around the displacement line of the output member of the brake booster, each of which has a force transmission member and another member, referred to here as a support member, which is stationary in the direction of the displacement line and articulated and which is articulated to the power transmission member. A toggle joint of the toggle lever arrangement/s, on which the force transmission member is connected in an articulated manner to the support member, is acted upon inwardly in the direction of the displacement line of the output member by rotation of circular wedges on which the toggle joint(s) are supported, as a result of which the toggle lever arrangement/ en "stretch" and move the output member of the brake booster in the direction of the master brake cylinder piston.

Sämtliche in der Beschreibung und der Zeichnung offenbarten Merkmale können einzeln für sich oder in grundsätzlich beliebiger Kombination bei Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein. Ausführungen der Erfindung, die nicht alle, sondern nur ein oder mehrere Merkmale eines Anspruchs oder einer Ausführungsform der Erfindung aufweisen, sind grundsätzlich möglich.All of the features disclosed in the description and the drawing can be realized individually or in basically any combination in embodiments of the invention. Embodiments of the invention which do not have all but only one or more features of a claim or an embodiment of the invention are possible in principle.

Figurenlistecharacter list

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:

• 1 einen Achsschnitt eines elektromechanischen Bremskraftverstärkers gemäß der Erfindung; und
• 2 einen Innenkreiskeilradsatz des Bremskraftverstärkers aus 1 in einer perspektivischen Darstellung

The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawing. Show it:

• 1 an axial section of an electromechanical brake booster according to the invention; and
• 2 an internal spline gear set of the brake booster 1 in a perspective view

Ausführungsform der Erfindungembodiment of the invention

Der in 1 dargestellte, erfindungsgemäße, elektromechanische Bremskraftverstärker 1 dient wie bekannte Vakuumbremskraftverstärker einer Verstärkung einer Muskelkraft bei einer Betätigung eines Hauptbremszylinders 2 einer im Übrigen nicht dargestellten hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Der Bremskraftverstärker 1 weist ein zylinderrohrförmiges Gehäuse 3 mit Kreislochscheiben als Stirnwänden 4, 5 an beiden Stirnenden auf. In einer der beiden Stirnwände 4 ist ein Eingangsglied 6 und in einer anderen der beiden Stirnwände 5 ein Ausgangsglied 7 des Bremskraftverstärkers 1 axial verschieblich angeordnet. Eine Achse des Bremskraftverstärkers 1 bildet eine - im Ausführungsbeispiel gerade - Verschiebelinie 8 des Eingangsglieds 6 und des Ausgangsglieds 7 des Bremskraftverstärkers 1.the inside 1 The illustrated electromechanical brake booster 1 according to the invention serves, like known vacuum brake boosters, to boost muscle power when a master brake cylinder 2 is actuated in a hydraulic vehicle brake system, which is otherwise not shown. The brake booster 1 has a cylindrical housing 3 with circular perforated disks as end walls 4, 5 at both ends. An input element 6 is arranged in one of the two end walls 4 and an output element 7 of the brake booster 1 is arranged in an axially displaceable manner in another of the two end walls 5 . An axis of the brake booster 1 forms a displacement line 8—straight in the exemplary embodiment—of the input element 6 and the output element 7 of the brake booster 1.

Der Hauptbremszylinder 2 ist auf der Seite des Ausgangsglieds 7 koaxial an der dortigen Stirnwand 5 des Gehäuses 3 des Bremskraftverstärkers 1 angeordnet. The master brake cylinder 2 is arranged coaxially on the side of the output member 7 on the end wall 5 of the housing 3 of the brake booster 1 there.

Das - im Ausführungsbeispiel stangenförmige - Eingangsglied 6 ist außerhalb des Gehäuses 3 gelenkig mit einer Pedalstange 9 verbunden, durch die das Eingangsglied 6 des Bremskraftverstärkers 1 gelenkig mit einem nicht dargestellten Fußbremspedal oder wahlweise einem Handbremshebel verbunden ist.The - rod-shaped in the embodiment - input member 6 is outside of the housing 3 articulated to a pedal rod 9, through which the input member 6 of the brake booster 1 is articulated to a foot brake pedal, not shown, or alternatively a hand brake lever.

Das - im Ausführungsbeispiel ebenfalls stangenförmige - Ausgangsglied 7 liegt in einer Senkung 10 in einem Stirnende eines Hauptbremszylinderkolbens 11 an, so dass das Ausgangsglied 7 des Bremskraftverstärkers 1 eine Druckkraft auf den Hauptbremszylinderkolben 11 ausüben kann.The - in the embodiment also rod-shaped - output member 7 is in a recess 10 in a front end of a master cylinder piston 11, so that the output member 7 of the brake booster 1 can exert a compressive force on the master cylinder piston 11.

Bei einer Muskelkraftbetätigung des Bremskraftverstärkers 1 verschiebt das nicht dargestellte Fußbremspedal oder der Handbremshebel über die Pedalstange 9 das Eingangsglied 6, das gegen eine sogenannte Reaktionsscheibe 12 des Ausgangsglieds 7 stößt beziehungsweise drückt und über das Ausgangsglied 7 den Hauptbremszylinderkolben 11 im Hauptbremszylinder 2 verschiebt.When the brake booster 1 is actuated by muscle power, the foot brake pedal (not shown) or the handbrake lever moves the input member 6 via the pedal rod 9, which pushes or presses against a so-called reaction disk 12 of the output member 7 and via the output member 7 moves the master brake cylinder piston 11 in the master brake cylinder 2.

Eine erste - im Ausführungsbeispiel kegelförmig gewickelte - Rückstellfeder 13 stützt sich an der eingangsgliedseitigen Stirnwand 4 des Gehäuses 3 des Bremskraftverstärkers 1 ab, greift an der Pedalstange 9 an und beaufschlagt das Eingangsglied 6 zurück in eine in 1 dargestellte AusgangsstellungA first restoring spring 13—conically wound in the exemplary embodiment—is supported on the end wall 4 of the housing 3 of the brake booster 1 on the input member side, acts on the pedal rod 9 and presses the input member 6 back into an in 1 shown starting position

Zu einer Verstärkung der Muskelkraft weist der erfindungsgemäße Bremskraftverstärker 1 einen elektromechanischen Hilfskrafterzeuger 14 auf, der nachfolgend erläutert wird:

• Der Hilfskrafterzeuger 14 weist - im Ausführungsbeispiel zwei einander in einer Axialebene der Verschiebelinie 8 gegenüber - angeordnete Kniehebelanordnungen 15 mit jeweils einem Kraftübertragungsglied 16 und einem Stützglied 17 auf, die an einem Kniegelenk 18 gelenkig miteinander verbunden sind. Im Ausführungsbeispiel sind das Kraftübertragungsglied 16 und das Stützglied 17 gerade, leistenförmige Stäbe.

To increase muscle power, the brake booster 1 according to the invention has an electromechanical auxiliary power generator 14, which is explained below:

• The auxiliary force generator 14 has--in the exemplary embodiment two opposite one another in an axial plane of the displacement line 8--arranged toggle lever arrangements 15, each with a force transmission member 16 and a support member 17, which are connected to one another in an articulated manner at a toggle joint 18. In the exemplary embodiment, the force transmission member 16 and the support member 17 are straight, strip-shaped rods.

Den Kniegelenken 18 ferne Enden der Stützglieder 17 stützen sich gelenkig radial außerhalb des Eingangsglieds 6 an einer Innenseite der eingangsgliedseitigen Stirnwand 4 des Gehäuses 3 des Bremskraftverstärkers 1 ab und stehen von dort schräg aus nach außen zu den Kniegelenken 18 ab.Ends of the support members 17 remote from the knee joints 18 are supported in an articulated manner radially outside of the input member 6 on an inner side of the end wall 4 of the housing 3 of the brake booster 1 on the input member side and protrude from there obliquely outwards towards the knee joints 18 .

Die Kraftübertragungsglieder 16 verlaufen von den Kniegelenken 18 schräg nach innen zu einem rohrförmigen Koppelglied 19, über das die Kraftübertragungsglieder an dem Ausgangsglied 7 des Bremskraftverstärkers 1 angreifen. Den Kniegelenken 18 ferne Enden der Kraftübertragungsglieder 16 greifen gelenkig radial außerhalb des Ausgangsglieds 7 des Bremskraftverstärkers 1 an einer Stirnseite des Koppelglieds 19 an. Durch eine Bewegung der Kniegelenke 18 nach innen in Richtung des Eingangsglieds 6 des Bremskraftverstärkers 1 beziehungsweise in Richtung der Verschiebelinie 8 des Eingangsglieds 6 und des Ausgangsglieds 7 werden die Kniehebelanordnungen 15 gestreckt, wobei die Kraftübertragungsglieder 16 und die Stützglieder 17 das Koppelglied 19 von der eingangsgliedseitigen Stirnwand 4 des Gehäuses 3 abdrücken und in Richtung der gegenüberliegenden, ausgangsgliedseitigen Stirnwand 5 des Gehäuses und in Richtung des Hauptbremszylinders 2 beaufschlagen.The force transmission members 16 run from the knee joints 18 obliquely inwards to a tubular coupling member 19, via which the force transmission members act on the output member 7 of the brake booster 1. Ends of the force transmission members 16 remote from the knee joints 18 articulately engage radially outside of the output member 7 of the brake booster 1 on an end face of the coupling member 19 . A movement of the toggle joints 18 inward in the direction of the input link 6 of the brake booster 1 or in the direction of the displacement line 8 of the input link 6 and the output link 7 stretches the toggle lever arrangements 15, with the force transmission links 16 and the support links 17 disengaging the coupling link 19 from the end wall on the input link side 4 of the housing 3 and act in the direction of the opposite end wall 5 of the housing on the output member side and in the direction of the master brake cylinder 2 .

Das Koppelglied 19 weist ein durchmessergestuftes, axiales Durchgangsloch 20 auf, in dem die Reaktionsscheibe 12 des Ausgangsglieds 7 des Bremskraftverstärkers 1 einliegt. Bei einer Verschiebung des Koppelglieds 19 entlang der Verschiebelinie 8 in Richtung des Hauptbremszylinders 2 liegt die Reaktionsscheibe 12 an einer Ringstufe 21 im Durchgangsloch 20 an, wodurch das Koppelglied 19 bei seiner Verschiebung den Hauptbremszylinderkolben 11 über das Ausgangsglied 7 des Bremskraftverstärkers 1 in den Hauptbremszylinder 2 hinein verschiebt.The coupling member 19 has a diameter-stepped, axial through hole 20 in which the reaction disk 12 of the output member 7 of the brake booster 1 rests. When the coupling member 19 is displaced along the displacement line 8 in the direction of the master brake cylinder 2, the reaction disk 12 rests against an annular step 21 in the through hole 20, as a result of which the coupling member 19 pushes the master brake cylinder piston 11 via the output member 7 of the brake booster 1 into the master brake cylinder 2 when it is displaced moves.

Der Hauptbremszylinderkolben 11 lässt sich wahlweise durch das nicht dargestellte Fußbremspedal oder den Handbremshebel über die Kolbenstange 9, das Eingangsglied 6 und das Ausgangsglied 7 und/oder durch Bewegen der Kniegelenke 18 der Kniehebelanordnungen 15 nach innen verschieben und auf diese Weise der Hauptbremszylinder 2 betätigen.The brake master cylinder piston 11 can be moved inward either by the foot brake pedal (not shown) or the hand brake lever via the piston rod 9, the input member 6 and the output member 7 and/or by moving the toggle joints 18 of the toggle lever arrangements 15 and in this way the master brake cylinder 2 can be actuated.

Werden die Kniehebelanordnungen 15 zur Betätigung des Hauptbremszylinders 2 gestreckt, indem ihre Kniegelenke 18 nach innen in Richtung des Eingangsglieds 6 des Bremskraftverstärkers 1 und der Verschiebelinie 8 des Eingangsglieds 6 und des Ausgangsglieds 7 bewegt werden, vergrößert sich ein Winkel zwischen dem Kraftübertragungsglied 16 und dem Stützglied 17 und verkleinern sich Winkel zwischen den Stützgliedern 17 und der Verschiebelinie 8 sowie Winkel α zwischen den Kraftübertragungsglied 16 und der Verschiebelinie 8. Diese Veränderung der Winkel α an den Kraftübertragungsgliedern 16 und den Stützgliedern 17 der Kniehebelanordnungen 15 des Hilfskrafterzeugers 14 bei der Betätigung des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers 1 vergrößert eine Kraftübersetzung der Kniehebelanordnungen 15: ein Verhältnis einer axial über das Koppelglied 19 und das Ausgangsglied 7 auf den Hauptbremszylinderkolben 11 ausgeübten Kraft zu radial nach innen auf die Kniegelenke 18 der Kniehebelanordnungen 15 ausgeübter Kräfte vergrößert sich, das heißt bei konstanten, radial nach innen auf die Kniegelenke 18 ausgeübten Kräften vergrößert sich die axial auf den Hauptbremszylinderkolben 11 ausgeübte Kraft, wenn sich die Kniegelenke 18 radial weiter innen befinden und die Kniehebelanordnungen 15 mehr gestreckt sind.If the toggle lever assemblies 15 are stretched to actuate the master brake cylinder 2 by their toggle joints 18 being moved inwards in the direction of the input member 6 of the brake booster 1 and the displacement line 8 of the input member 6 and the output member 7, an angle between the force transmission member 16 and the support member increases 17 and the angle between the support members 17 and the displacement line 8 and the angle α between the force transmission member 16 and the displacement line 8 decrease. This change in the angle α on the force transmission members 16 and the support members 17 of the toggle lever arrangements 15 of the auxiliary power generator 14 when the brake booster according to the invention is actuated 1 increases a force transmission of the toggle lever assemblies 15: a ratio of a force exerted axially via the coupling member 19 and the output member 7 on the master brake cylinder piston 11 to radially inward on the toggle joints 18 of the toggle lever assemblies 15a exerted forces increases, i.e. with constant forces exerted radially inward on the toggle joints 18, the force exerted axially on the master brake cylinder piston 11 increases when the toggle joints 18 are located radially further inwards and the toggle lever assemblies 15 are stretched more.

Zu einer Rückstellung der Kniehebelanordnungen 15 in die in 1 dargestellte Ausgangsstellung weist der Bremskraftverstärker 1 eine zweite Rückstellfeder 22 auf, die im Ausführungsbeispiel als Schraubendruckfeder ausgeführt und koaxial um das Ausgangsglied 7 herum angeordnet ist. Die Rückstellfeder 22 stützt sich axial an dem Hauptbremszylinder 2 ab und beaufschlagt das Koppelglied 19 an einer Ringstufe in dem Durchgangsloch 20 des Koppelglieds 19. Andere Ausführungen und/oder Anordnungen der zweiten Rückstellfeder 22 sind möglich (nicht dargestellt).To reset the toggle lever assemblies 15 to the in 1 In the initial position shown, the brake booster 1 has a second restoring spring 22 which, in the exemplary embodiment, is designed as a helical compression spring and is arranged coaxially around the output member 7 . The return spring 22 is supported axially on the master brake cylinder 2 and acts on the coupling member 19 at an annular step in the through hole 20 of the coupling member 19. Other designs and/or arrangements of the second return spring 22 are possible (not shown).

Anstatt wie im Ausführungsbeispiel zwei einander in einer Axialebene der Verschiebelinie 8 gegenüberliegend angeordneten Kniehebelanordnungen 15 kann der Bremskraftverstärker 1 auch mehr als zwei solche Kniehebelanordnungen 15 aufweisen, die - vorzugsweise gleichmäßig - um das Eingangsglied 6 herum in Axialebenen der Verschiebelinie 8 angeordnet sind. Es können beispielsweise drei Kniehebelanordnungen 15 in um 120° in Umfangsrichtung zueinander versetzten Axialebenen der Verschiebelinie 8 oder vier in zwei einander rechtwinklig kreuzenden Axialebenen der Verschiebelinie 8 vorgesehen sein (nicht dargestellt). Grundsätzlich ist auch eine Ausführung des Bremskraftverstärkers 1 mit nur einer Kniehebelanordnung 15 möglich, wobei zwei oder mehr Knebelhebelanordnungen 15 wegen der Möglichkeit einer symmetrischen Krafteinleitung in das Koppelglied 19 bevorzugt sind.Instead of two toggle lever arrangements 15 arranged opposite one another in an axial plane of the displacement line 8, as in the exemplary embodiment, the brake booster 1 can also have more than two such toggle lever arrangements 15 which are arranged—preferably uniformly—around the input member 6 in the axial planes of the displacement line 8. For example, three toggle lever arrangements 15 can be provided in axial planes of the displacement line 8 that are offset from one another by 120° in the circumferential direction, or four can be provided in two axial planes of the displacement line 8 crossing one another at right angles (not shown). Basically is also a version of the braking force amplifier 1 with only one toggle lever arrangement 15 is possible, with two or more toggle lever arrangements 15 being preferred because of the possibility of a symmetrical introduction of force into the coupling element 19.

Ebenfalls ist eine Ausführung des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers 1 ohne die Kniehebelanordnungen 15 mit nur dem oder den Kraftübertragungsgliedern 16 und ohne die Stützglieder 17 möglich indem beispielsweise die dem Koppelglied 19 fernen Enden der Kraftübertragungsglieder 16 radial oder auch schräg in einem Winkel zu der Verschiebelinie 8 des Ausgangsglieds 7 des Bremskraftverstärkers verschieblich geführt sind oder sich an einem zu der Verschiebelinie 8 radialen oder eventuell auch schrägen, kegelförmigen, balligen oder hohlrunden Widerlager abstützen (nicht dargestellt).An embodiment of the brake booster 1 according to the invention without the toggle lever arrangements 15 with only one or more force transmission elements 16 and without the support elements 17 is also possible, for example by connecting the ends of the force transmission elements 16 that are remote from the coupling element 19 radially or at an angle to the displacement line 8 of the output element 7 of the brake booster are displaceably guided or are supported on an abutment (not shown) which is radial to the displacement line 8 or possibly also inclined, conical, convex or concave.

An ihren Kniegelenken 18 weisen die Kniehebelanordnungen 15 Rollen 23 auf, die in zu der Verschiebelinie 8 achsparallelen Nuten 24 von Gleitschuhen 25 wälzen, die in Innenkreiskeilrädern 26 einliegen. Die Innenkreiskeilräder 26, die in 2 zusammen mit den Gleitschuhen 25 als Einzelteile dargestellt sind, sind kreisringförmige Räder, die koaxial zu der Verschiebelinie 8 des Eingangsglieds 6 und des Ausgangsglieds 7 des Bremskraftverstärkers 1 angeordnet und um die Verschiebelinie 8 drehbar in dem Gehäuse 3 des Bremskraftverstärkers 1 gelagert sind. Eine Drehlagerung der Innenkreiskeilräder 26 ist in 1 zu sehen und in 2 nicht dargestellt.At their toggle joints 18, the toggle lever arrangements 15 have rollers 23, which roll in grooves 24 of slide shoes 25, which are axially parallel to the displacement line 8 and which lie in inner circular wedge wheels 26. The inner circular wedge wheels 26, which in 2 are shown as individual parts together with the sliding shoes 25, are annular wheels which are arranged coaxially to the displacement line 8 of the input member 6 and the output member 7 of the brake booster 1 and are mounted in the housing 3 of the brake booster 1 so as to be rotatable about the displacement line 8. A rotary bearing of the inner circular wedge wheels 26 is in 1 to see and in 2 not shown.

Die Innenkreiskeilräder 26 weisen für jede Kniehebelanordnung 15 beziehungsweise für jedes Kraftübertragungsglied 16 einen Innenkreiskeil 27 auf. Der Innenkreiskeil 27 ist eine hohlrunde, schneckenlinienförmige Fläche an einem Innenumfang der Innenkreiskeilräder 26 mit einer Steigung in einer Umfangsrichtung, die sich über einen Umfangsabschnitt von 360° geteilt durch die Anzahl der Kniehebelanordnungen 15 beziehungsweise der Kraftübertragungsglieder 16 oder weniger erstrecken. Bei einer Drehung der Innenkreiskeilräder 26 um die Verschiebelinie 8 gleiten die Innenkreiskeile 27 außen auf den Gleitschuhen 25 und drücken bei einer Drehung in einer Betätigungsrichtung die Kniegelenke 18 über die Gleitschuhe 25 und die Rollen 23 nach innen in Richtung der Verschiebelinie 8. Dabei wälzen die Rollen 23 an den Kniegelenken 18 in den Nuten 24 der Gleitschuhen 25 und die Kniehebelanordnungen 15 werden gestreckt, so dass sie den Hauptbremszylinderkolben 11 in den Hauptbremszylinder 2 hinein verschieben.The inner circular wedge wheels 26 have an inner circular wedge 27 for each toggle lever arrangement 15 or for each force transmission element 16 . The inner circular wedge 27 is a concave, helical surface on an inner circumference of the inner circular wedge wheels 26 with a pitch in a circumferential direction, which extends over a circumferential section of 360° divided by the number of the toggle lever assemblies 15 or the power transmission members 16 or less. When the inner circular wedge wheels 26 rotate about the displacement line 8, the inner circular wedges 27 slide on the outside on the slide shoes 25 and, when rotated in one direction of actuation, press the knee joints 18 via the slide shoes 25 and the rollers 23 inwards in the direction of the displacement line 8. The rollers roll in the process 23 on the toggle joints 18 in the grooves 24 of the sliding shoes 25 and the toggle lever arrangements 15 are stretched so that they move the master brake cylinder piston 11 into the master brake cylinder 2 .

Im Ausführungsbeispiel weist der Hilfskrafterzeuger 14 des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers 1 drei Innenkreiskeilräder 26 auf, die gleichachsig nebeneinander angeordnet sind. Die Innenkreiskeile 27 eines mittleren der drei Innenkreiskeilräder 26 weisen entgegengesetzte Steigungen wie die Innenkreiskeile 27 benachbarter, äußerer Innenkreiskeilräder 26 auf. Zur Betätigung des Bremskraftverstärkers 1 werden die benachbarten Innenkreiskeilräder 26 oder allgemein ausgedrückt Innenkreiskeilräder 26, deren Innenkreiskeile 27 entgegengesetzte Steigungen aufweisen, in entgegengesetzten Richtungen drehend angetrieben, so dass die Innenkreiskeile 27 die Kniegelenke 18 der Kniehebelanordnungen 15 nach innen drücken und die Kniehebelanordnungen 15 strecken. Durch die entgegengesetzten Drehrichtungen der Innenkreiskeilräder 26 gleichen sich in Umfangsrichtung wirkende Reibkräfte zwischen den Innenkreiskeilen 27 und den Gleitschuhen 25 an den Kniegelenken 18 aus.In the exemplary embodiment, the auxiliary power generator 14 of the brake booster 1 according to the invention has three inner circular wedge wheels 26 which are arranged side by side on the same axis. The inner circular wedges 27 of a central one of the three inner circular wedge wheels 26 have opposite gradients to the inner circular wedges 27 of adjacent, outer inner circular wedge wheels 26 . To actuate the brake booster 1, the adjacent inner circular wedge wheels 26 or, generally speaking, inner circular wedge wheels 26, whose inner circular wedges 27 have opposite pitches, are driven in rotation in opposite directions, so that the inner circular wedges 27 press the toggle joints 18 of the toggle lever assemblies 15 inward and stretch the toggle lever assemblies 15. Due to the opposite directions of rotation of the inner circular wedge wheels 26 , frictional forces acting in the circumferential direction between the inner circular wedges 27 and the slide shoes 25 on the toggle joints 18 are balanced out.

Für den Ausgleich der in der Umfangsrichtung wirkenden Reibkräfte zwischen den Innenkreiskeilen 27 und den Gleitschuhen 25 genügen zwei Innenkreiskeilräder 26, deren Innenkreiskeile 27 entgegengesetzte Steigungen aufweisen und die entgegengesetzt gedreht werden. Das dritte Innenkreiskeilrad 26 ist im Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, um ein Moment um zur Verschiebelinie 8 radiale Achsen bei der Drehung der Innenkreiskeilräder 26 zwischen deren Innenkreiskeilen 27 und den Gleitschuhen 25 an den Kniegelenken 18 der Kniehebelanordnungen 15 auszugleichen.To compensate for the frictional forces acting in the circumferential direction between the inner circular wedges 27 and the sliding blocks 25, two inner circular wedge wheels 26 are sufficient, the inner circular wedges 27 of which have opposite slopes and which are rotated in opposite directions. The third inner circular wedge wheel 26 is provided in the exemplary embodiment of the invention in order to compensate for a moment about axes radial to the displacement line 8 during the rotation of the inner circular wedge wheels 26 between their inner circular wedges 27 and the sliding shoes 25 on the toggle joints 18 of the toggle lever arrangements 15.

Möglich sind auch Ausführungen der Erfindung mit mehr als drei Innenkreiskeilrädern 26 und grundsätzlich auch mit nur einem Innenkreiskeilrad 26 wenn in letzterem Fall nicht ausgeglichene Reibkräfte in der Umfangsrichtung zwischen den Innenkreiskeilen 27 und den Gleitschuhen 25 in Kauf genommen werden.Also possible are embodiments of the invention with more than three inner circular wedge wheels 26 and basically also with only one inner circular wedge wheel 26 if in the latter case unbalanced frictional forces in the circumferential direction between the inner circular wedges 27 and the sliding shoes 25 are accepted.

Der Drehantrieb der Innenkreiskeilräder 26 erfolgt elektromechanisch, im Ausführungsbeispiel mit einem Elektromotor 28, im Ausführungsbeispiel mit einem Schrittmotor, der als Hohlwellenmotor ausgeführt ist: die Innenkreiskeilräder 26 sind im Ausführungsbeispiel als Hohlwelle/n beziehungsweise als Rotor/en des Elektromotors 28 ausgebildet. Dazu weisen die Innenkreiskeilräder 26 eine niedrige Rechteckverzahnung an ihrem Außenumfang auf, die gut in 2 zu sehen ist und deren „Zahnköpfe“ Polschuhe 29 der Rotoren bilden. An einem Innenumfang des zylinderrohrförmigen Gehäuses 3 des Bremskraftverstärkers 1 sind den Polschuhen 29 gegenüber Statorwicklungen 30 angeordnet, die durch entsprechende Bestromung einen schrittweisen und entgegengesetzten Drehantrieb der die Rotoren des Elektromotors 28 bildenden Innenkreiskeilräder 26 ermöglichen. Der Elektromotor 28 weist für jedes Innenkreiskeilrad 26 Statorwicklungen 30 auf, so dass die Innenkreiskeilräder 26 unabhängig voneinander und insbesondere entgegengesetzt angetrieben werden können. Die Anordnung mit den die Rotoren bildenden Innenkreiskeilrädern 26 und den Statorwicklungen 30 kann als ein Elektromotor 28 mit mehreren - im Ausführungsbeispiel drei - Rotoren oder als mehrere - im Ausführungsbeispiel drei - Elektromotoren 28 aufgefasst werden.The inner circular wedge wheels 26 are rotated electromechanically, in the exemplary embodiment with an electric motor 28, in the exemplary embodiment with a stepping motor designed as a hollow shaft motor: the inner circular wedge wheels 26 are designed as hollow shaft(s) or as rotor(s) of the electric motor 28 in the exemplary embodiment. For this purpose, the inner circular splined wheels 26 have a low rectangular toothing on their outer circumference, which 2 can be seen and whose "tooth heads" form pole shoes 29 of the rotors. Stator windings 30 are arranged opposite the pole shoes 29 on an inner circumference of the cylindrical housing 3 of the brake booster 1 and, through appropriate energization, enable a gradual and opposite rotary drive of the inner circular wedge wheels 26 forming the rotors of the electric motor 28 . The electric motor 28 has stator windings 30 for each inner ring gear 26, so that the inner ring gears 26 are independent of one another and, in particular, opposed can be driven. The arrangement with the inner circular wedge wheels 26 forming the rotors and the stator windings 30 can be understood as an electric motor 28 with several rotors—three in the exemplary embodiment—or as several electric motors 28—three in the exemplary embodiment.

Die Innenkreiskeilräder 26 und der Elektromotor 28 zu ihrem Antrieb sind Bestandteile des Hilfskrafterzeugers 14 des erfindungsgemäßen, elektromechanischen Bremskraftverstärkers 1.The inner circular wedge wheels 26 and the electric motor 28 for driving them are components of the auxiliary power generator 14 of the electromechanical brake booster 1 according to the invention.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

• DE 102007018469 A1 [0002]DE 102007018469 A1 [0002]

Claims (7)

Elektromechanischer Bremskraftverstärker, mit einem mit Muskelkraft verschiebbaren Eingangsglied (6) und mit einem Ausgangsglied (7), das zum Verschieben eines Hauptbremszylinderkolbens (11) mit dem Eingangsglied (6) entlang einer Verschiebelinie (8) verschiebbar ist, und mit einem elektromechanisch angetriebenen Hilfskrafterzeuger (14), der ein Kraftübertragungsglied (16) aufweist, das schräg zu der Verschiebelinie (8) des Ausgangsglieds (7) gelenkig an dem Ausgangsglied (7) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskrafterzeuger (14) einen Kreiskeil (27) aufweist, der in Bezug zu dem Kraftübertragungsglied (16) des Hilfskrafterzeugers (14) um die Verschiebelinie (8) des Ausgangsglieds (7) des Bremskraftverstärkers (1) drehbar ist und an dem sich das Kraftübertragungsglied (16) des Hilfskrafterzeugers (14) in einem Abstand von einer Angriffsstelle des Kraftübertragungsglieds (16) an dem Ausgangsglied (7) des Bremskraftverstärkers () abstützt derart, dass bei einem Drehen des Kreiskeils (27) in Bezug zu dem Kraftübertragungsglied (16) des Hilfskrafterzeugers (14) um die Verschiebelinie (8) des Ausgangsglieds (7) des Bremskraftverstärkers (1) das Kraftübertragungsglied (16) des Hilfskrafterzeugers (14) eine Hilfskraft auf das Ausgangsglied (7) des Bremskraftverstärkers (1) ausübt.Electromechanical brake booster, with an input element (6) that can be displaced with muscle power and with an output element (7) that can be displaced with the input element (6) along a displacement line (8) in order to displace a master brake cylinder piston (11), and with an electromechanically driven auxiliary force generator ( 14) which has a force transmission member (16) which acts on the output member (7) in an articulated manner obliquely to the displacement line (8) of the output member (7), characterized in that the auxiliary force generator (14) has a circular wedge (27) which in relation to the force transmission element (16) of the auxiliary force generator (14) about the displacement line (8) of the output element (7) of the brake booster (1) and on which the force transmission element (16) of the auxiliary force generator (14) is at a distance of one Point of application of the force transmission element (16) on the output element (7) of the brake booster () is supported in such a way that when the Kr ice wedge (27) in relation to the force transmission element (16) of the auxiliary force generator (14) around the displacement line (8) of the output element (7) of the brake booster (1) the force transmission element (16) of the auxiliary force generator (14) applies an auxiliary force to the output element (7 ) of the brake booster (1). Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel (α), in dem das Kraftübertragungsglied (16) des Hilfskrafterzeugers (14) zur Verschiebelinie (8) des Ausgangsglieds (7) des Bremskraftverstärkers (1) an dem Ausgangsglied (7) angreift, bei einer Betätigung des Bremskraftverstärkers (1) kleiner wird.Electromechanical brake booster claim 1 , characterized in that an angle (α) at which the force transmission element (16) of the auxiliary force generator (14) acts on the displacement line (8) of the output element (7) of the brake booster (1) on the output element (7) when the brake booster (1) becomes smaller. Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskrafterzeuger (14) mehrere Kraftübertragungsglieder (16), die in einer Umfangsrichtung zueinander versetzt um die Verschiebelinie (8) des Ausgangsglieds (7) des Bremskraftverstärkers (1) herum angeordnet sind und die gelenkig an dem Ausgangsglied (7) des Bremskraftverstärkers (1) angreifen, und ein Innenkreiskeilrad (26) mit mehreren, in einer Umfangsrichtung zueinander versetzten Innenkreiskeilen (27), an denen sich die Kraftübertragungsglieder (16) des Hilfskrafterzeugers (14) in einem Abstand von ihren Angriffsstellen an dem Ausgangsglied (7) des Bremskraftverstärkers (1) abstützen, aufweist.Electromechanical brake booster claim 1 or 2 , characterized in that the auxiliary force generator (14) has a plurality of force transmission members (16) which are offset from one another in a circumferential direction around the displacement line (8) of the output member (7) of the brake booster (1) and which are articulated on the output member (7) of the brake booster (1), and an inner circular wedge wheel (26) with a plurality of inner circular wedges (27) which are offset relative to one another in a circumferential direction and on which the force transmission elements (16) of the auxiliary force generator (14) are located at a distance from their points of application on the output element (7 ) of the brake booster (1). Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskrafterzeuger (14) mehrere Innenkreiskeilräder (26) aufweist, deren Innenkreiskeile (27) entgegengesetzte Steigungen aufweisen und die bei einer Betätigung des Bremskraftverstärkers (1) in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden.Electromechanical brake booster claim 3 , characterized in that the auxiliary power generator (14) has a plurality of inner circle wedge wheels (26) whose inner circle wedges (27) have opposite slopes and which are rotated in opposite directions when the brake booster (1) is actuated. Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskrafterzeuger (14) ein Stützglied (17) aufweist, das in einem Winkel zu dem Kraftübertragungsglied (15) des Hilfskrafterzeugers (14) und zu der Verschiebelinie (8) des Ausgangsglieds (7) des Bremskraftverstärkers (1) angeordnet ist, sich gelenkig an einem Widerlager abstützt und gelenkig in einem Abstand von der Angriffsstelle des Kraftübertragungsglieds (16) an dem Ausgangsglied (7) des Bremskraftverstärkers (1) an dem Kraftübertragungsglied (16) angreift.Electromechanical brake booster according to one or more of the preceding claims, characterized in that the auxiliary force generator (14) has a support member (17) which is at an angle to the force transmission member (15) of the auxiliary force generator (14) and to the displacement line (8) of the output member (7) of the brake booster (1), is supported in an articulated manner on an abutment and acts in an articulated manner on the force transmission element (16) at a distance from the point of application of the force transmission element (16) on the output element (7) of the brake booster (1). Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskrafterzeuger (14) einen Hohlwellenmotor aufweist, in dessen Rotor (26) der Kreiskeil (27) angeordnet ist.Electromechanical brake booster according to one or more of the preceding claims, characterized in that the auxiliary power generator (14) has a hollow shaft motor, in the rotor (26) of which the circular wedge (27) is arranged. Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskrafterzeuger (14) einen Schrittmotor zum Drehen des Kreiskeils (27) aufweist.Electromechanical brake booster according to one or more of the preceding claims, characterized in that the auxiliary power generator (14) has a stepping motor for rotating the circular wedge (27).

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