Titel

Antriebseinrichtung für eine elektromechanische Bremseinrichtung, Bremseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für eine elektromechanische Bremseinrichtung, insbesondere Bremskraftverstärker, mit einem Elektromotor, der ein Gehäuse und eine in dem Gehäuse drehbar gelagerte Rotorwelle aufweist, die mit einem ein Hohlrad aufweisendes Getriebe gekoppelt ist, wobei die Rotorwelle durch zumindest ein Wälzkörperlager in dem Gehäuse gelagert ist, und wobei das Wälzkörperlager in einer Lageraufnahme eines in dem Gehäuse angeordneten Lagerdeckels gehalten ist.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Bremseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem Hydraulikdruckerzeuger, der insbesondere mit zumindest einem wenigstens eine hydraulisch betätigbare Bremseinrichtung aufweisenden Bremskreis fluidtechnisch verbunden ist, und mit einer Antriebseinrichtung zum Antreiben des Hydraulikdruckerzeugers.

Stand der Technik

Antriebseinrichtungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Insbesondere mit der zunehmenden Elektrifizierung von Kraftfahrzeugen nimmt auch der Wunsch zu, eine individuelle Bremskraftverstärkung zu realisieren sowie Bremsvorgänge unabhängig von einer Bremspedalbetätigung durchzuführen, wie beispielsweise in einem autonomen Fährbetrieb. In Fahrzeugen werden daher vermehrt Bremseinrichtungen eingesetzt, die einen Bremsdruck nicht nur oder nicht durch die von einem Benutzer auf ein Bremspedal aufgebrachte Bremskraft erzeugen, sondern losgelöst davon unter Zuhilfenahme eines elektrisch ansteuerbaren Aktuators beziehungsweise einer elektrisch ansteuerbaren Antriebseinrichtung. Dazu ist es bekannt, in Bremseinrichtungen einen Hydraulikdruckerzeuger einzusetzen, der durch eine Antriebseinrichtung antreibbar ist, um bei Bedarf unabhängig von einer Bremspedalbetätigung durch einen Benutzer einen hydraulischen Druck in einem Bremskreis oder Bremssystem zu erzeugen, der zur Ausführung einer oder mehrerer Bremsvorgänge nutzbar ist. Insbesondere sind Bremseinrichtungen bekannt, bei welchen die ansteuerbare Antriebseinrichtung den herkömmlichen Vakuumbremskraftverstärker ersetzt.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass sie besonders bauraumsparend ausgebildet ist, die Montage erleichtert und die Montage- und Herstellungskosten reduziert. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass der Lagerdeckel der Antriebseinrichtung beabstandet zu der Lageraufnahme für das Wälzkörperlager einen Hohlradabschnitt aufweist, an welchem das Hohlrad angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung wird also erreicht, dass sowohl das Wälzkörperlager als auch das Hohlrad durch den Lagerdeckel in dem Gehäuse der Antriebseinrichtung, insbesondere des Elektromotors, gehalten sind. Während bisher ein separates Lager für das Hohlrad vorgesehen wird, das insbesondere im Außenring des Wälzkörperlagers verschweißt wird, ergibt sich durch die vorliegende Erfindung eine leichterte Montage, bei welcher insbesondere der aufwendige Schweißvorgang entfällt.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Lagerdeckel in dem Hohlradabschnitt wenigstens eine, insbesondere mehrere in Umfangsrichtung beabstandet zueinander ausgebildete Radialerhebungen und/oder Radialvertiefungen auf, die mit Radialvertiefungen und/oder Radialerhebungen des in den Hohlradabschnitt eingesetzten Hohlrads als Drehsicherung Zusammenwirken. Zwischen Lagerdeckel und Hohlrad ist somit eine Drehsicherung oder Verdrehsicherung ausgebildet, die verhindert, dass sich das Hohlrad mit dreht. Dadurch ist sichergestellt, dass das Hohlrad fest in dem Gehäuse gehalten ist. Durch die Radialerhebungen und/oder Radialvertiefungen des Hohlrads einerseits und die Radialvertiefungen oder Radialerhebungen des Hohlradabschnitts andererseits wird eine einfache formschlüssige Verbindung in Umfangsrichtung gewährleistet. Vorzugsweise ist für jede der Radialerhebungen zumindest eine Radial Vertiefung vorhanden, in welche die jeweilige Radialerhebung eingreifen kann.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Radialerhebungen und/oder Radialvertiefungen gleichmäßig über den Umfang des Hohlradabschnitts verteilt angeordnet sind. Durch die gleichmäßige Verteilung wird gewährleistet, dass eine gleichmäßige Kraftübertragung von dem Hohlrad auf den Hohlradabschnitt gewährleistet ist, die zu einer gleichmäßigen Belastung und damit eine hohe Lebensdauer der Antriebseinrichtung führt.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bildet der Hohlradabschnitt das Hohlrad aus, sodass das Hohlrad einstückig mit dem Lagerdeckel ausgebildet ist. Das Hohlrad stellt in diesem Fall also einen integralen Bestandteil des Lagerdeckels dar. Dadurch wird die Anzahl der Einzelteile der Antriebseinrichtung reduziert und es werden die Herstellungskosten verringert. Insbesondere wird durch die einstückige Ausbildung auf eine zusätzliche Drehsicherung verzichtet, wodurch die Herstellungskosten im Vergleich zu der vorbenannten Ausführungsform weiter reduziert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet das Hohlrad zusammen mit mehreren Planetenrädern und einem insbesondere auf der Rotorwelle des Elektromotors drehfest angeordneten Sonnenrad ein Planetenradgetriebe aus. Durch das Planetenradgetriebe wird insbesondere die Drehzahl des Elektromotors reduziert und das Drehmoment erhöht.

Vorzugsweise sind dabei die Planetenräder auf einem Planetenradträger drehbar gelagert und der Planetenradträger bildet die Ausgangswelle des Planetenradgetriebes aus.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Getriebe ein Spindeltrieb beziehungsweise Spindelgetriebe mit einer axial verschiebbar gelagerten Spindel und mit einem drehbar gelagerten und mit der Spindel durch eine Schrägverzahnung in Eingriff stehenden Spindelrad ist. Vorzugsweise ist das Hohlrad an dem Spindeltrieb beziehungsweise -getriebe zentriert, beispielsweise an einem Lagerdeckel des Getriebes oder Spindeltriebs, der gehäusefest angeordnet ist. Dazu weist das Hohlrad vorzugsweise einen axial vorstehenden Zentrierabschnitt auf, der auf das Spindelgetriebe, insbesondere auf einen zylinderförmigen Mantelwandabschnitt des Lagerdeckels, axial aufschiebbar oder aufgeschoben ist. Zur besseren Verbindung weist der Zentrierabschnitt vorzugsweise mehrere radial nach innen beziehungsweise in Richtung des Spindelgetriebes vorstehende Quetschrippen auf. Optional weist das Hohlrad auch an seiner Mantelaußenwand mehrere gleichmäßig verteilt angeordnete Quetschrippen auf, die insbesondere mit dem Lagerdeckel der Antriebseinrichtung Zusammenwirken. Durch die vorteilhafte Zentrierung wird erreicht, dass Hohlrad und Spindelrad beziehungsweise Getriebe und Spindelgetriebe stets optimal zueinander ausgerichtet sind. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist bevorzugt vorgesehen, dass zwischen dem Spindelrad und dem Hohlrad ein weiteres Wälzkörperlager angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Bremseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Antriebseinrichtung aus. Es ergeben sich hierdurch die oben bereits genannten Vorteile.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dazu zeigen

Figur 1 eine beispielhafte Bremseinrichtung in einer vereinfachten Längsschnittdarstellung und

Figur 2 eine perspektivische Detailansicht der Bremseinrichtung.

Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Schnittdarstellung eine vorteilhafte Bremseinrichtung 1 für ein hier nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug. Die Bremseinrichtung 1 weist eine Antriebseinrichtung 2 mit einem Elektromotor auf, von dem in Figur 1 lediglich in die Rotorwelle 3 sowie ein Gehäuse 4 gezeigt ist. Die Rotorwelle 3 ist in dem Gehäuse 4 drehbar gelagert und trägt insbesondere einen Rotor, der mit einem gehäusefesten Stator zusammenwirkt, sodass bei Bestromen des Stators beziehungsweise von einer Antriebswicklung des Stators ein Drehmoment auf den Rotor und damit auf die Rotorwelle 3 ausgeübt wird, durch welches die Bremseinrichtung 1 angetrieben werden soll. Bei der Bremseinrichtung 1 handelt es sich vorliegend insbesondere um einen elektromechanischen Bremskraftverstärker, bei welchem die Rotationsenergie der Rotorwelle 3 in eine Translationsenergie zum Verschieben eines Hydraulikkolbens umgesetzt werden soll. Insbesondere ist die Antriebseinrichtung 2 dazu ausgebildet, einen Hauptbremszylinder eines Bremssystems anzutreiben.

In dem Gehäuse 4 ist ein Lagerdeckel 5 angeordnet, der sich im Wesentlichen quer durch das Gehäuse 4 erstreckt und an einer Innenseite des Gehäuses 4 zumindest bereichsweise anliegt und beispielsweise mit dem Gehäuse 4 verschweißt, verklemmt, verschraubt oder verklebt ist. Der Lagerdeckel 5 ist becherförmig ausgebildet, wobei er mehrere Abschnitte in Axialerstreckung aufweist, die unterschiedliche Innendurchmesser aufweisen.

So weist der Lagerdeckel 5 einen ersten Abschnitt auf, der eine Lageraufnahme 6 für ein Wälzkörperlager 7 ausbildet, durch welches die Rotorwelle 3 in dem Lagerdeckel 5 und damit in dem Gehäuse 4 drehbar gelagert ist. Die Lageraufnahme 6 weist somit einen Innendurchmesser auf, der insbesondere geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser des Außenrings des Wälzkörperlagers 7, sodass zwischen Wälzkörperlager 7 und Lagerdeckel 5 in der Lageraufnahme 6 eine Presspassung vorliegt.

An die Lageraufnahme 6 schließt sich ein Hohlradabschnitt 8 an, der einen Innendurchmesser aufweist, der deutlich größer ist als der Innendurchmesser der Lageraufnahme 6. In dem Hohlradabschnitt 8 ist ein Hohlrad 9 eines Planetenradgetriebes 10 angeordnet. Dabei ist das Hohlrad 9 durch eine Drehsicherung 11 drehfest mit dem Lagerdeckel 5 verbunden, sodass sich das Hohlrad 9 nicht mitdrehen kann.

Das Planetenradgetriebe 10 weist weiterhin mehrere Planetenräder 14 auf, wie in Figur 1 gezeigt, die an einem Planetenradträger 15 drehbar gelagert sind, der selbst ebenfalls drehbar gelagert ist, insbesondere um die Drehachse der Rotorwelle. Die Planetenräder 14 stehen dabei in Eingriff mit dem Hohlrad 9 sowie mit einem auf der Rotorwelle 3 drehfest angeordneten Sonnenrad 20.

Figur 2 zeigt hierzu in einer axialen Draufsicht die Antriebseinrichtung 2 im Bereich des Planetenradgetriebes 10. Das Hohlrad 9 weist an seinem Außenumfang mehrere, vorliegend vier, gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnete Radialerhebungen 12 auf, die in damit korrespondierend ausgebildet und angeordneten Radialvertiefungen 13 des Lagerdeckels 5 formschlüssig und vorzugsweise zumindest im Wesentlichen spielfrei, besonders bevorzugt verpresst, einliegen. Durch die in den Radialvertiefungen 13 einliegenden Radialvorsprünge 12 ist sichergestellt, dass das Hohlrad 9 drehfest mit dem Lagerdeckel 5 und damit gehäusefest angeordnet ist. Damit können nur die Planetenräder 14 mitsamt dem Planetenradträger 15 in dem Hohlrad 9 rotieren, wenn sie durch das Sonnenrad 20 angetrieben werden.

Alternativ oder zusätzlich zu der formschlüssigen Drehmomentabstützung in Umfangsrichtung ist gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Drehmomentabstützung oder Drehmomentmitnahme axial erfolgt, beispielsweise mittels Heißverstemmen.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Planetenradträger 15 von einem Spindelrad 16 eines Spindelgetriebes 17 gebildet, das außerdem eine mit dem Spindelrad 16 in Wirkverbindung stehende und axial verschieblich gelagerte Spindel 18 aufweist, wie durch einen Doppelpfeil in Figur 1 angezeigt, die insbesondere mit einem Kolben des Hauptbremszylinders zu dessen Verlagerung gekoppelt ist.

Das Hohlrad 9 weist an ihrer dem Spindelrad 16 zugewandten Stirnseite einen axial vorstehenden Zentrierabschnitt 19 auf, dessen Innendurchmesser zumindest im Wesentlichen dem Außendurchmesser eines zylinderförmigen Mantelwandabschnitts eines Lagerdeckels 21 des Spindelgetriebes 17 entspricht. Das Spindelgetriebe 17 weist den im Wesentlichen becherförmig ausgebildeten Lagerdeckel 21 auf, der gehäusefest angeordnet ist und ein Wälzkörperlager 22 zur drehbaren Lagerung des Spindelrads 16 trägt Ein Außenring des Wälzkörperlagers 22 ist dabei in dem Lagerdeckel 21 verpresst und der Innenring des Wälzkörperlagers 22 sitzt auf der Mantelaußenfläche des Spindelrads 16, sodass das Spindelrad 16 vorteilhaft mit geringem Verschleiß drehbar gelagert ist. Der Zentrierabschnitt 19 liegt insbesondere radial an der Mantelaußenwand an dem Mantelwandabschnitt des Lagerdeckels 21 an, insbesondere unter radialer Vorspannung, wodurch das Hohlrad 9 in vorteilhafter Weise an dem Lagerdeckel 21 und damit an dem Spindelgetriebe 17 zentriert beziehungsweise ausgerichtet und gehalten ist. Dadurch wird die Robustheit und Funktionsfähigkeit der Bremseinrichtung 1 beziehungsweise der Antriebseinrichtung 2 verbessert.

Figur 3 zeigt in einer vergrößerten perspektivischen Darstellung das Hohlrad 9 im Bereich des Zentrierabschnitts 19. Der Zentrierabschnitt 19 weist insbesondere mehrere über den Umfang verteilt und nach innen radial vorstehende Quetschrippen 23 auf. Die Quetschrippen 23 stehen nur geringfügig von der Innenseite des Zentrierabschnitts 19 vor und sind dazu ausgebildet, beim Aufschieben auf den Lagerdeckel 21 plastisch und/oder elastisch verformt zu werden, um dadurch eine besonders sichere Fixierung und Zentrierung des Hohlrads 9 an dem Lagerdeckel 21 zu gewährleisten. Optional sind auch auf einer Mantelaußenwand des Hohlrads 9 mehrere gleichmäßig verteilt angeordnete Quetschrippen ausgebildet, insbesondere einstückig mit dem Hohlrad 9 ausgebildet, die mit dem Lagerdeckel 5 entsprechend zur Zentrierung und Lagerung des Hohlrads 9 an dem Lagerdeckel 5 Zusammenwirken. Dadurch ist eine Zentrierung des Elektromotors beziehungsweise der Rotorwelle 3 und des Sonnenrads 20 in vorteilhafter Weise ermöglicht.

Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist das Hohlrad 9 einstückig mit dem Lagerdeckel 5 ausgebildet, wodurch auf die zusätzliche Verdrehsicherung 10 verzichtet werden kann. Dadurch wird die Teilezahl weiter reduziert und die Montage vereinfacht.