Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung hat ein integriertes Hydraulikmodul einer elektrohydraulischen Servobremse zum Gegenstand, das Folgendes umfasst:

einen Zylinder, der einen Kolben aufnimmt, der eine Kammer begrenzt, die die Bremsflüssigkeit zum Versorgen des Bremskreislaufs in Abhängigkeit von den Bremsbefehlen empfängt,

wobei der Kolben mit dem Elektromotor des Moduls durch eine Kugelumlaufspindel verbunden ist, die die Translationsbewegung des Kolbens durch ihre Drehbewegung steuert,

* wobei der Gewindekern der Spindel mit dem Kolben fest verbunden ist, der selbst rotatorisch blockiert, aber translatorisch gemäß der Achse frei ist, indem er durch Nadeln geführt wird, die zur Achse des Kolbens parallel sind und mit denen Aussparungen am Umfang des Kolbens zusammenwirken, und

* die Gewindemuffe der Kugelumlaufspindel durch den Elektromotor rotatorisch angetrieben wird.

Stand der Technik

Ein derartiges integriertes Hydraulikmodul einer elektrohydraulischen Servobremse ist bereits bekannt. Es ist aus einem Kolben aus eloxiertem Aluminium mit einem äußeren Flansch gebildet, der mit Kerben versehen ist, um mit den geraden Nadeln zu überlappen, die im Körper des Zylinders befestigt sind.

Die Verbindung zwischen den Kerben des Flansches und den Nadeln zur rotatorischen Blockierung ist mit einer feinen Fettschicht versehen, um den Reibungskoeffizienten zu verringern.

Die Form der Kerben des Flansches stellt die rotatorische Blockierung des Kolbens und somit der Spindel des Kugelumlaufspindelgetriebes sicher, wobei die Drehbewegung des Elektromotors der elektrischen Servobremse in eine Translationsbewegung des Kolbens entlang seiner Achse transformiert wird. Somit wird die Hydraulikflüssigkeit in der Kammer unter Druck gesetzt, um sie zum Bremskreislauf zu übertragen. Diese bekannte Lösung weist jedoch eine gewisse Anzahl von Nachteilen auf. Zuallererst unterliegt der Kolben Verformungen, die drohen, die Oberflächenbruchstellen auf der Höhe der Eloxierung zu erzeugen. Dieser Kolben und sein Flansch sind nicht gegenüber dem Ver- schleiß und dem Risiko von Funktionsverlusten zuverlässig. Außerdem ist dieses System nicht ausreichend robust gegenüber den Umgebungsparametern des Systems wie der Abhängigkeit von der Temperatur oder den radialen Kräften im System.

Aufgabe der Erfindung

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein integriertes

Hydraulikmodul einer elektrohydraulischen Servobremse zu entwickeln, das eine größere Zuverlässigkeit und Robustheit bietet, insbesondere für die rotatorische Blockierung des Kolbens mit einfachen und wirtschaftlichen Mitteln.

Darlegung und Vorteile der Erfindung

Dazu hat die Erfindung ein Hydraulikmodul einer elektrohydraulischen Servobremse des vorstehend definierten Typs zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben ein Stück ist, das aus einem zylindrischen Körper aus eloxiertem Aluminium und einem äußeren Ring aus Stahl gebildet ist, der zwangsweise am Rand des Kolbens montiert ist und mit Kerben mit einem Querschnitt, der dem Nutzquerschnitt der Nadeln entspricht, und in einer entsprechenden Position um die Achse xx versehen ist, um mit den Nadeln zusammenzuwirken und den Kolben translatorisch zu führen und ihn rotatorisch zu blockie- ren, um den Kern der Kugelumlaufspindel rotatorisch zu blockieren, indem er entlang der Achse translatorisch frei gelassen wird.

Dieses Modul hat den Vorteil, dass es eine einfache und zuverlässige Ausführung für die Führung des Kolbens und seine rotatorische Blockierung aufweist, ohne den Platzbedarf zu erhöhen.

Gemäß einem anderen vorteilhaften Merkmal umfasst der offene Rand des Kolbens Ausschnitte und der Ring in Form eines kreisförmigen Kranzes weist eine gerillte innere Oberfläche und eine äußere Oberfläche auf, die mit so vielen Kerben versehen ist, wie Führungsnadeln vorhanden sind, wobei die Kerben sich in einer Position um die Achse befinden, die den Nadeln entspricht, und in der radialen Richtung der Kerben der Ring radiale Laschen umfasst, die zur Innenseite gewandt sind, wobei diese Laschen eine Umfangslänge aufweisen, die der Um- fangslänge der Ausschnitte des Kolbens entspricht, und ihre Position jener der Ausschnitte entspricht, so dass durch eine enge Montage die Laschen sich in den Ausschnitten festsetzen und die Rillen des inneren Umfangs des Rings sich in die Umfangsoberfläche des Randes des Kolbens einhaken.

Dieser Montagemodus des Körpers des Kolbens und des Kranzes ist eine formschlüssige Montage, die stabil ist und den so erhal- tenen Verbundkolben nicht schwächt. Diese Montage ist einfach und schnell auszuführen sowohl für die Formgebung der zwei Komponenten als auch für ihre Vereinigung.

Gemäß einem anderen vorteilhaften Merkmal umfasst der offene Rand des Kolbens Ausschnitte und der Ring in Form eines kreis- förmigen Kranzes weist eine gerillte innere Oberfläche und eine äußere Oberfläche auf, die mit so vielen Kerben versehen ist, wie Führungsnadeln vorhanden sind, wobei die Kerben sich in einer Position um die Achse befinden, die den Nadeln entspricht, und in der radialen Richtung der Kerben der Ring radiale Laschen umfasst, die zur Innenseite gewandt sind, wobei diese Laschen eine Umfangslänge aufweisen, die der Umfangslänge der Ausschnitte des Kolbens entspricht, und ihre Position jener der Ausschnitte entspricht, so dass durch eine enge Montage die Laschen sich in den Ausschnitten festsetzen und die Rillen des inneren Umfangs des Rings sich in die Umfangsoberfläche des Randes des Kol- bens einhaken.

Gemäß einem anderen vorteilhaften Merkmal weisen die Ausschnitte des offenen Randes des Kolbens eine rechteckige Form auf und die radialen Laschen weisen einen rechteckigen Querschnitt mit einer radialen Breite auf, die gleich der radialen Breite der Ausschnitte ist. Diese einfache radiale Montage erfolgt in genauer und schneller Weise.

Gemäß einem anderen vorteilhaften Merkmal umfasst die äußere Oberfläche des Rings eine Hilfskerbe, um den Durchgang von Luft auf beiden Seiten des Rings zu ermöglichen, wenn der Kolben im Zylinder in Bewegung ist. Diese Kerbe vermeidet, dass Luft um den Kolben an der Vorder- seite oder der Rückseite des Rings eingeschlossen wird und die Bewegung des Kolbens bremst. Somit wird es vermieden, die Funktion des Bremssystems zu stören.

Gemäß einem anderen vorteilhaften Merkmal weist der Zylinder drei Führungsnadeln auf, die in gleichen Winkeln verteilt sind. Diese dreigliedrige Symmetrie bildet das minimale und ausgeglichenste Führungsmittel für diese Funktion.

Gemäß einem anderen Merkmal weisen die Nadeln eine zylindrische Form mit kreisförmigem Querschnitt auf und die Kerben weisen einen kreisbogenförmigen Querschnitt auf, der dem Querschnitt der Nadeln entspricht.

In dieser Ausführungsform umgeben die Kerben die Nadeln ungefähr gemäß der Hälfte des Umfangsquerschnitts der Nadeln.

Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben, die eine Ausführungsform eines integrierten Hydraulikmoduls einer elektrohydrauli- schen Servobremse zeigen, das in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, in denen:

- Fig. 1 ein Querschnitt des Hydraulikblocks ist, der mit seinem Hyd- raulikmodul ausgestattet ist, das selbst axial geschnitten ist,

- Fig. 2 ein axialer Schnitt nur des Hydraulikmoduls ist,

- Fig. 3 eine isometrische Ansicht des Kolbens des Hydraulikmoduls ist,

- Fig. 4A eine isometrische Ansicht des Körpers des Verbundkolbens und der Kerben ist,

- Fig. 4B eine isometrische Ansicht eines Rings ist, der am Körper des Kolbens von Fig. 3A durch eine enge Montage montiert werden soll,

- Fig. 5A eine isometrische Ansicht des Hydraulikmoduls ohne Planetengetriebe ist,

- Fig. 5B eine isometrische Ansicht des Hydraulikmoduls mit dem Planetengetriebe und seiner Haube ist,

Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung

Gemäß der Querschnittsansicht von Fig. 1 hat die Erfindung als Gegenstand ein Hydraulikmodul 1 für einen Hydraulikblock 100, der von einem Bremsflüssigkeitsreservoir 101 überlagert ist, der den Hydraulikblock 100 versorgt. Die Steuereinheit 102 des Moduls ist auf der Seite des Hydraulikblocks 100 befestigt.

Der Hydraulikblock 100 ist vom Hydraulikmodul 1 durchquert, das außen an einer Seite des Blocks 1 befestigt ist, die durch seinen Elektromotor 5 (seine Haube) abgedeckt ist, der selbst separat an dieser Seite des Hydraulikblocks 100 befestigt ist.

Der so gebildete Hydraulikblock 100 ist an der Spritzwand des Fahrzeugs durch eine Stützplatte 103 befestigt, die durch die Rückseite des Hydraulikblocks 100 gemäß der Installationsorientierung des Blocks im Fahrzeug getragen ist.

Leitungen durchqueren den Hydraulikblock 100 für den Austausch von Bremsflüssigkeit zwischen dem Reservoir 101 und dem Hydraulikblock 100 sowie zwischen diesem letzteren und dem Bremskreislauf gemäß den Steuersignalen, die an die Steuereinheit 102 durch das Bremspedal und/ oder die Bremssteuersysteme (ABS, EPS) angelegt werden.

Die Schnittansicht des Hydraulikmoduls 1 ohne seinen Elektromotor in Fig. 2 ermöglicht es, die Struktur und Funktion besser zu verstehen.

Das Hydraulikmodul 1 besteht aus einem festen Zylinder 2, der mit einem Kolben 3 eine Bremsflüssigkeitskammer 4 zum Versorgen des Bremskreislaufs durch den Kolben 3 begrenzt.

Der Kolben 3 ist mit dem Elektromotor 5 der Servobremse verbunden, der die elektrischen Signale von der Steuereinheit 102 empfängt. Der Elektromotor ist mit dem Kolben 3 und einer Kugelumlaufspindel 6 verbunden, die die Drehbewegung des Motors 5 in eine Translationsbewegung des Kolbens 3 transformiert.

Die Kugelumlaufspindel 6 besteht einerseits aus einem Gewindekern 61 , der rotatorisch und translatorisch gemäß der Achse xx fest mit dem Kolben 3 verbunden ist, der selbst rotatorisch blockiert ist, und andererseits einer Gewindemuffe 62, die den Kern 61 umgibt und die Bewegung des Elektromotors 5 durch ein Planetengetriebe 51 empfängt. Der Gewindekern 61 ist durch eine formschlüssige Verbindung durch seine Verlängerung 612 in die Dicke des Bodens 31 des Kolbens 3 eingebettet. Die Muffe 62 steht mit dem Gewindekern 61 über Kugeln 63 in Eingriff, die in einer Schleife zirkulieren, so dass die Drehung der Muffe 62, die gemäß der Achse xx translatorisch fest ist, die Translation des Gewindekerns 61 und des Kolbens 3, die ihrerseits rotatorisch fest sind, erzeugt.

Das Planetengetriebe 51 besteht aus einem zentralen Ritzel 51 1 , das durch die Achse 52 des Motors 5 getragen ist und mit Planetenrädern 512 in Eingriff steht, deren Achsen mit der Gewindemuffe 62 fest verbunden sind, um diese anzutreiben. Das Planetengetriebe 51 ist mit einer Haube 513 abgedeckt, die am Gehäuse 7 des Moduls 1 be- festigt ist, das durch die Achse 52 des Motors 5 durchquert ist.

Das Gehäuse 7 ist mit einem Befestigungskranz 73 versehen, um auf der Seite des Hydraulikblocks 1 montiert zu werden.

Da die Achse 52 und ihre Befestigung am zentralen Ritzel 51 1 von der Fläche des Planetengetriebes 51 vorstehen, weist der Gewin- dekern 61 in seiner gegenüberliegenden Fläche einen Hohlraum 61 1 auf, der es ermöglicht, diesen vorstehenden Abschnitt (ohne Kontakt mit diesem) frei aufzunehmen, wenn der Kern 61 sich in seiner am stärksten zurückgezogenen Position befindet, die in Fig. 1 und 2 dargestellt ist.

Die Muffe 62 ist rotatorisch im festen Kranz 71 des Gehäu- ses 7 durch ein Kugellager 72 montiert.

Gemäß den Figuren 3, 4A, 4B ist der Kolben 3, der im Hydraulikzylinder 2 gleitet, am Rand 34 seines Mantels 32 mit einem äußeren Ring 35 versehen, der mit Führungsnadeln 21 (Fig. 2) zusammenwirkt. Diese Nadeln 21 sind gerade, zur Achse xx des Zylinders 2 parallel; sie werden jeweils am Ende eines länglichen Hohlraums 22, der zur Achse xx parallel ist: im Körper des Zylinders 2 gehalten.

Um die Zeichnung nicht kompliziert zu machen, zeigt Fig. 1 die Nadel, die geschnitten wäre, nicht. Diese Nadel 21 ist nur in Fig. 2 dargestellt.

Der Ring 35 ist mit Kerben 351 mit kreisbogenförmigem

Querschnitt mit komplementärer Form zu jener des vorstehenden Abschnitts der Nadeln 21 versehen, die selbst zylindrisch mit kreisförmigem Querschnitt sind, um sich translatorisch entlang der Nadeln zu führen. Die Kerben 351 befinden sich in Winkelpositionen, die jenen der Nadeln 21 um die Achse xx des Zylinders 2 entsprechen. Fig. 2 zeigt den Ring 35 im Schnitt, der mit der Nadel 21 in Eingriff steht und die Verbindung durch Eingriff der geschnittenen Formen der Kerbe 351 des Mantels 32 und der Lasche 353 des Rings 35 erkennen lässt. Da die Schnittebene axial ist, erscheinen die anderen Nadeln 21 und die Kerben 351 des Rings 35 nicht.

Der Mantel 32 des Kolbens 3 wirkt in dichter Weise mit den Dichtungen 23 (Manschetten) des Zylinders 2 zusammen. Diese Um- fangsdichtungen 23 liegen auf beiden Seiten der Öffnungen von Verbindungsleitungen zwischen dem Zylinder 2 und dem Bremsflüssigkeitsreservoir 101. Diese Öffnungen sind nicht detailliert dargestellt, da ihre Funktion bekannt ist.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht des Kolbens 3, der aus dem zylindrischen Körper 32 (Mantel) gebildet ist, dessen geschlossener Boden 31 , der zur Seite der Kammer 4 des Zylinders 2 gewandt ist, sich mit seiner Umfangsoberfläche durch eine Umfangszone 33 verbindet, die mit Vertiefungen 321 versehen ist, die die Unterbrechung des Flüssigkeitsflusses beim Durchgang des Kolbens 3 an den Umfangsöffnungen des Zylinders dämpfen sollen, die mit dem Bremsflüssigkeitsreservoir in Verbindung stehen, um die plötzlichen Effekte von Druckstößen zu vermeiden.

Das offene Ende 34 des Kolbens 3 ist vom Ring 35 umgeben, der die rotatorische Blockierung des Kolbens sicherstellt. Der Ring 35 weist Umfangskerben 351 in einer Anzahl gleich jener der Nadeln 21 auf, um diese zu überlappen und somit die Drehung des Kolbens 3 und des Kerns 61 um die Achse xx zu blockieren. Die Nadeln 21 sind beispielsweise in einer Anzahl von drei vorhanden, die in gleichen Winkeln um die Achse xx verteilt sind.

Fig. 4A und 4B zeigen den Körper des Kolbens 3 und seinen Ring 35, die vor ihrer Montage getrennt sind.

Der offene Rand 34 des Kolbens 3 weist rechteckige Ausschnitte 341 mit einer Umfangsbreite LP auf. Der Ring 35 weist eine gerillte kreisförmige innere Oberfläche 352 mit vorstehenden radialen Laschen 353 mit einem Umfangsquerschnitt (Umfangsbreite) gleich jenem LP der Kerben 341 des Randes 34 des Kolbens und in übereinstimmenden Positionen auf. Diese radialen Laschen 353 sind folglich in gleichen Winkeln verteilt. Der glatte äußere Rand des Rings 35 weist seine Kerben 351 auf der Höhe der Laschen 353 auf, so dass diese Zone des Rings durch eine Verringerung der Dicke auf der Höhe der Kerben 351 nicht geschwächt wird.

Der Ring 35 weist auch eine Hilfskerbe 354 zwischen zwei Führungskerben auf. Diese Hilfskerbe 354 dient sowohl zum Orientieren dieses Stücks im Verlauf der Montage als auch zum Vermeiden der Kompression von Luft auf beiden Seiten des Rings 35, wenn sich der Kolben 3 schnell im Zylinder 2 verlagert. Die axiale Tiefe der Ausschnitte 341 ist im Wesentlichen gleich der Dicke der Laschen 353 des Kranzes 35.

Der Innendurchmesser des Rings 35 ist geringfügig geringer als der Außendurchmesser des Kolbens 3, so dass die Montage des Rings 35 und des Mantels 32 des Kolbens gemäß der Achse zwangsweise erfolgt. Die Zähne der Rillen 352 stehen mit der äußeren Oberfläche des Randes 34 des Mantels 32 in Eingriff und setzen die drei Ausschnitte 341 außerdem unter Kompression, um somit die Laschen 353 zu komprimieren.

Gemäß der Erfindung ist der Kolben 3 ein Stück aus eloxiertem Aluminium und der Ring besteht aus Stahl.

Die Baugruppe des Kolbens 3 ist gegen die heftigen und gegebenenfalls abwechselnden Kräfte mechanisch beständig, die auf die Spindel ausgeübt werden und sich auf die Ring/ Nadel- Grenzfläche übertragen.

Fig. 5A, 5B zeigen das Hydraulikmodul 1 teilweise zusammengefügt (Fig. 5A) und vollständig zusammengefügt (Fig. 5B), um im Hydraulikblock 100 montiert zu werden.

Gemäß Fig. 5A wird der Zylinder 2 am Gehäuse 7 mit einem Befestigungskranz 73, aber ohne das Getriebe 51 und seine Haube 513 montiert. Der Zylinder 2 erscheint um den Gewindekern 61 , der das Ende der Nadeln 21 und den äußeren Ring 35 mit seinen Kerben 351 zeigt, die die Nadeln 21 und den Rand 34 des Mantels 32 des Kolbens überlappen.

Die Muffe 62 ist nicht dargestellt und nur das Ende des Kerns 61 , das übersteht, erscheint. Der Befestigungskranz 73 umfasst Bohrungen 731 für die Schrauben und der Umfang weist Blockierungslaschen 732 auf, um bei der Befestigung am Block 100 mit der Haube 63 des Motors 5 zusammenzuwirken (Fig. 1).

Fig. 5B zeigt das Hydraulikmodul 1 zusammengefügt, aber ohne seinen Elektromotor 5. Die Muffe 62 befindet sich an der Stelle in der Verlängerung 74 des Gehäuses 7; die Muffe 62 und die Kugeln der Spindel befinden sich an der Stelle ebenso wie das Getriebe 51 und die Haube 513.

NOMENKLATUR

Hydraulikmodul

Zylinder

21 Führungsnadel

22 Hohlraum

Kolben

31 Boden

32 Mantel/ zylindrischer Körper

33 Umfangszone

331 Vertiefung

34 Offener Rand

341 Ausschnitt

35 Äußerer Ring

351 Kerbe

352 Gerillte innere Oberfläche

353 Lasche

354 Komplementäre Kerbe

Kammer

Elektromotor

51 Getriebe

511 Zentrales Ritzel

512 Planetenräder

513 Haube

52 Achse

53 Haube

Kugelumlaufspindel

61 Gewindekern

611 Hohlraum

612 Verlängerung

62 Gewindemuffe

63 Kugeln

Gehäuse

71 Fester Kranz

72 Kugellager Befestigungskranz

31 Bohrung

32 Lasche

Verlängerung

Hydraulikblock

Hydraulikflüssigkeitsreservoir Steuereinheit

Stützplatte

Umfangsbreite

Achse des Zylinders