Getriebevorrichtung und elektromotorischer Bremskraftverstärker

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung. Außerdem betrifft die Erfindung einen elektromotorischen Bremskraftverstärker.

Stand der Technik

In der DE 10 2009 027 468 A1 ist eine Kraftübertragungsanordnung beschrieben. Die Kraftübertragungsanordnung umfasst einen Antrieb, eine an den Antrieb angebundene Schneckenwelle, zwei Schneckenräder, welche sich mit der Schneckenwelle in Eingriff befinden, und zwei Ritzel, welche jeweils gemeinsam mit einem zugeordneten

Schneckenrad der beiden Schneckenräder rotierbar sind. Außerdem umfasst die

Kraftübertragungsanordnung ein Doppelverzahnungselement mit einer ersten Zahnreihe und einer zweiten Zahnreihe, welche sich jeweils mit einem der beiden Ritzel in Eingriff befinden.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung schafft eine Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einen elektromotorischen Bremskraftverstärker mit den Merkmalen des Anspruchs 9.

Vorteile der Erfindung Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Getriebevorrichtung, deren statische und dynamische Toleranzen (ihrer Toleranzkette) ohne ein Verspannen der

Getriebevorrichtung kompensierbar sind. Unter den statischen Toleranzen können Toleranzen verstanden werden, welche sich nach der Getriebemontage ergeben und/oder sich während eines Betriebs der Getriebevorrichtung nicht ändern. Derartige statische Toleranzen sind z.B. ein Winkelversatz zwischen Schneckenrad und Ritzelverzahnung und/oder ein Axialversatz zwischen den beiden an den verstellbaren Kolben ausgebildeten Zahnstangen, welche sich mit den beiden Ritzeln in einem Eingriff befinden. Unter dynamischen Toleranzen können Toleranzen verstanden werden, welche während eines Betriebs der Getriebevorrichtung wirksam werden und/oder von einem Betätigungsweg der Getriebevorrichtung abhängig sind. Derartige dynamische

Toleranzen können beispielsweise Rundlaufabweichungen und Teilungsfehler aller beteiligten Zahnräder, Schnecken und/oder Zahnstangen sein. Die vorliegende Erfindung eignet sich somit verlässlich zur Behebung herkömmlicherweise an einem Getriebe auftretender Funktionsbeeinträchtigungen. Gleichzeitig sind an der Getriebevorrichtung zwei Lastpfade so ausgebildet, dass eine vorteilhafte Leistungsverzweigung auftritt. Durch die Leistungsverzweigung entsteht ein kompaktes Getriebe, welches vergleichsweise hohe Kräfte übertragen kann. Wie unten genauer ausgeführt wird, können sich an der Getriebevorrichtung unerwünschte Teil- Verzahnungskräfte aus den beiden Eingriffen zwischen den zwei Ritzeln und den ihnen zugeordneten Zahnstangen gegenseitig so aufheben, dass lediglich eine in eine gewünschte Verstellrichtung des verstellbaren Kolbens ausgerichtete Kraft auf diesen ausgeübt wird. Dies bewirkt eine vorteilhafte gute Verstellbarkeit des verstellbaren Kolbens in die gewünschte Verstellrichtung. Vorzugsweise ist der verstellbare Kolben senkrecht zu der Verstellachse um einen

Schwimmweg von mindestens 0,8 mm verstellbar. Die oben beschriebenen statischen und dynamischen Toleranzen können bei einem derart großen Schwimmweg verlässlich ohne ein Verspannen der Getriebevorrichtung kompensiert werden. Insbesondere kann der verstellbare Kolben schwimmend zwischen dem ersten Ritzel und dem zweiten Ritzel so geführt sein, dass zwischen dem ersten Ritzel und dem

verstellbaren Kolben und zwischen dem zweiten Ritzel und dem verstellbaren Kolben jeweils ein Achsabstandsoffset von mindestens ±0,3 mm ausgebildet ist. Unter einem Achsabstandsoffset von ±0,3mm ist in diesem Fall zu verstehen, dass von der „Ausgangsposition" Ritzelzähne/Zahnstangenzähne auf Block die beiden Verzahnungen um 0,3mm zueinander beabstandet werden. Dadurch ergibt sich ein Zahnflankenspiel, welches deutlich größer als bei einer herkömmlichen Verzahnungsauslegung mit einem Achsabstandsoffset von ±0,1 mm ist. Zwischen dem ersten Ritzel und dem verstellbaren Kolben und zwischen dem zweiten Ritzel und dem verstellbaren Kolben kann auch jeweils ein Achsabstandsoffset von mindestens ±0,4 mm ausgebildet sein. Die vorteilhafte beidseitige Ausbildung des vergleichsweise großen Schwimmwegs des verstellbaren Kolbens senkrecht zu der Verstellachse erlaubt die vorteilhafte Kompensierung der Toleranzen ohne zusätzliche Bauteile und ohne eine zusätzliche Bauraumanforderung.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Ritzelmittelebene definierbar, welche das erste Ritzel und das zweite Ritzel jeweils mittig schneidet, wobei der verstellbare Kolben in der Ritzelmittelebene ausschließlich mittels eines ersten Zahneingriffs des ersten Ritzels an einer ersten Zahnreihe des verstellbaren Kolbens und mittels eines zweiten Zahneingriffs des zweiten Ritzels an einer zweiten Zahnreihe des verstellbaren Kolbens schwimmend geführt ist. Wie unten genauer ausgeführt wird, ermöglicht dies eine vorteilhafte Selbstjustierung des verstellbaren Kolbens in eine mittige Lage zu den beiden Ritzeln. Außerdem kann eine erste Überdeckung des ersten Zahneingriffs größer/gleich 1 oder eine zweite Überdeckung des zweiten Zahneingriffs größer/gleich 1 sein. Insbesondere kann die erste Überdeckung des ersten Zahneingriffs größer/gleich 1 ,05 oder die zweite Überdeckung des zweiten Zahneingriffs größer/gleich 1 ,05 sein. Auf diese Weise sind eine Überlastung der Verzahnung und ein unrunder Verzahnungsablauf vermeidbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist an der Getriebevorrichtung eine Funktion einer Kraftwaage ausgebildet. Durch die deshalb ausführbare automatische Selbstjustage des verstellbaren Kolbens ist während des gesamten Betriebs der Getriebevorrichtung deren verspannungsfreies Wirken gewährleistet.

Die oben aufgezählten Vorteile sind auch bei einem elektromotorischen

Bremskraftverstärker mit einer derartigen Getriebevorrichtung, deren verstellbarer Kolben als Verstärkerkolben ausgebildet ist, gewährleistet. In einer vorteilhaften Weiterbildung kann der als Verstärkerkolben ausgebildete verstellbare Kolben in mindestens einer geneigt zu der Ritzelmittelebene ausgerichteten Führungsebene mittels eines Radialspiels in einer Gehäusebohrung eines

Bremskraftverstärkergehäuses des elektromechanischen Bremskraftverstärkers geführt sein. Eine Ausbildung mit dazu geeigneten Anlaufflächen an dem

Bremskraftverstärkergehäuse ist einfach ausführbar. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 a bis 1 e schematische Gesamt- und Teildarstellungen einer Ausführungsform der Getriebevorrichtung; und

Fig. 2a bis 2c Teildarstellungen verschiedener Getriebe, wobei Fig. 2a ein Beispiel der Ausführungsform der Fig. 1 a bis 1 e zeigt und die Getriebe der Fig. 2b und 2c keine Ausführungsformen der Erfindung sind.

Ausführungsformen der Erfindung

Fig. 1 a bis 1 e zeigen schematische Gesamt- und Teildarstellungen einer

Ausführungsform der Getriebevorrichtung. Die in Fig. 1 a schematisch dargestellte Getriebevorrichtung umfasst eine Schneckenwelle 10, welche derart an einem (nicht dargestellten) Elektromotor anbindbar ist, dass die Schneckenwelle 10 mittels des Elektromotors in eine Drehbewegung um eine Längsachse der Schneckenwelle 10 versetzbar ist. (In Fig. 1 a ist die Längsachse der Schneckenwelle 10 senkrecht zur Bildebene ausgerichtet.) Der Elektromotor, mittels welchem die

Schneckenwelle 10 in die Drehbewegung um ihre Längsachse versetzbar ist, kann ein getriebeeigener oder ein externer Elektromotor sein.

Außerdem hat die Getriebevorrichtung ein erstes Schneckenrad 12a, welches über eine erste Ritzelwelle 14a mit einem ersten Ritzel 16a verbunden ist. Ein zweites

Schneckenrad 12b der Getriebevorrichtung ist über eine zweite Ritzelwelle 14b mit einem zweiten Ritzel 16b verbunden. Das erste Schneckenrad 12a und das zweite

Schneckenrad 12b kontaktieren die Schneckenwelle 10 derart, dass mittels der in die Drehbewegung um ihre Längsachse versetzten Schneckenwelle 10 das erste

Schneckenrad 12a und das erste Ritzel 16a um eine gemeinsame erste Drehachse 18a und das zweite Schneckenrad 12b und das zweite Ritzel 16b um eine gemeinsame zweite Drehachse 18b drehbar sind. Vorzugsweise sind die erste Drehachse 18a und die zweite Drehachse 18b parallel zueinander ausgerichtet. Die erste Drehachse 18a und/oder die zweite Drehachse 18b können insbesondere senkrecht zu der Längsachse der

Schneckenwelle 10 ausgerichtet sein. Die Ausbildbarkeit der Getriebevorrichtung ist jedoch nicht auf eine bestimmte Ausrichtung der Längsachse der Schneckenwelle 10 oder der Drehachsen 18a und 18b zueinander limitiert.

Die Getriebevorrichtung weist auch einen verstellbaren Kolben 20 auf, welcher schwimmend zwischen dem ersten Ritzel 16a und dem zweiten Ritzel 16b geführt ist. Der verstellbare Kolben 20 ist mittels des um die erste Drehachse 18a gedrehten ersten Ritzels 16a und des um die zweite Drehachse 18b gedrehten zweiten Ritzels 16b entlang einer Verstellachse 22 verstellbar. Vorzugsweise ist der verstellbare Kolben um

mindestens 0,5 cm entlang der Verstellachse 22 verstellbar. Die Verstellachse 22 des verstellbaren Kolbens 20 kann insbesondere parallel zu der Längsachse der

Schneckenwelle 10, senkrecht zu der ersten Drehachse 18a und/oder senkrecht zu der zweiten Drehachse 18b ausgerichtet sein. (In Fig. 1 a ist die Verstellachse 22 senkrecht zur Bildebene ausgerichtet). Die Ausrichtung der Verstellachse 22 kann jedoch auch von dieser Ausführungsform abweichen. Außerdem ist der verstellbare Kolben 20

schwimmend zwischen dem ersten Ritzel 16a und dem zweiten Ritzel 16b so geführt, dass der verstellbare Kolben 20 senkrecht zu der Verstellachse 22 um einen

Schwimmweg von mindestens 0,6 mm verstellbar ist.

Unter dem senkrecht zu der Verstellachse 22 ausgerichteten Schwimmweg des verstellbaren Kolbens 20 von mindestens 0,6 mm kann verstanden werden, dass zwischen den beiden Ritzeln 16a und 16b genügend Freiraum ausgebildet ist, so dass der in einen minimalem Abstand zu dem ersten Ritzel 16a liegende verstellbare Kolben 20 um mindestens 0,6 mm senkrecht zu der Verstellachse 22 in Richtung auf das zweite Ritzel 16b schwimmen kann. Entsprechend kann der in einem minimalen Abstand zu dem zweiten Ritzel 16b liegende verstellbare Kolben 20 senkrecht zu der Verstellachse 22 um den Schwimmweg von mindestens 0,6 mm auf das erste Ritzel 16a zubewegbar sein. Der verstellbare Kolbe 20 ist somit vergleichsweise frei bezüglich einer senkrecht zu der

Verstellachse 22 ausgerichteten möglichen Verstellbewegung des verstellbaren Kolbens 20 zwischen den beiden Ritzeln 16a und 16b geführt.

Vorzugsweise fällt unter dem Schwimmweg kein Freiraum, welcher aufgrund einer möglichen Wärmeausdehnung und/oder eines Schwellens des verstellbaren Kolbens 20 und/oder der Ritzel 16a und 16b aufgrund eines Aufnehmens von Flüssigkeit ausgebildet ist. Der Schwimmweg des verstellbaren Kolbens 20 senkrecht zu seiner Verstellachse 22 von mindestens 0,6 mm liegt somit vorteilhafter Weise auch bei einem Betreiben der Getriebevorrichtung in einer Umgebung mit einer maximalen Einsetztemperatur der Getriebevorrichtung und/oder einem Vorliegen des verstellbaren Kolbens 20 und/oder der Ritzel 16a und 16b in einem Kontakt mit einer Flüssigkeit/Luftfeuchte für mehrere

Tage/Wochen/Monate noch vor.

Die vergleichsweise freie Führung des verstellbaren Kolbens 20 zwischen den beiden Ritzeln 16a und 16b mit einem senkrecht zu der Verstellachse 22 ausgerichteten

Schwimmweg von mindestens 0,6 mm gewährleistet eine vorteilhafte Kompensierbarkeit der statischen und/oder dynamischen Toleranzen der Toleranzkette der

Getriebevorrichtung ohne ein Verspannen. Als statische Toleranzen sind Toleranzen bezeichenbar, welche sich nach der Getriebemontage ergeben. Insbesondere sind Toleranzen, welche sich während eines Betriebs der Getriebevorrichtung nicht ändern, als statische Toleranzen umschreibbar. Die statischen Toleranzen umfassen beispielsweise die Toleranzen der Positionen der Wälzlager 23a der Schneckenwelle 10 von ihren Soll- Positionen und/oder die Toleranzen der Positionen der Wälzlager 23b der Ritzelwellen 14a und 14b von ihren Soll-Positionen. Die in Fig. 1 a dargestellte Getriebevorrichtung weist zwei Wälzlager 23a für die Schneckenwelle 10 und vier Wälzlager 23b für die Ritzelwellen 14a und 14b auf. Die Kompensierbarkeit der Toleranzen der Wälzlager 23a und 23b mittels des vergleichsweise großen Schwimmwegs des verstellbaren Kolbens 20 senkrecht zu seiner Verstellachse 22 von mindestens 0,6 mm ist somit besonders vorteilhaft. Ebenfalls auf diese Weise behebbare statische Toleranzen sind ein

Winkelversatz zwischen einem Schneckenrad 12a oder 12b und Ritzelverzahnung und/oder ein Axialversatz zwischen den beiden an dem verstellbaren Kolben 20 ausgebildeten Zahnstangen, welche sich mit den beiden Ritzeln 16a und 16b in einem Eingriff befinden.

Unter dynamischen Toleranzen können Toleranzen verstanden werden, welche während eines Betriebs der Getriebevorrichtung wirksam werden. Außerdem können dynamische Toleranzen von einem Betätigungsweg der Getriebevorrichtung abhängig sein. Derartige dynamische Toleranzen können beispielsweise Rundlaufabweichungen und

Teilungsfehler der Zahnräder, der Schneckenwelle und/oder einer Zahnstange sein. Auch derartige dynamische Toleranzen sind mittels des vergleichsweise großen Schwimmwegs von mindestens 0,6 mm des verstellbaren Kolbens 20 senkrecht zu seiner Verstellachse 22 verlässlich kompensierbar. Die in Fig. 1 a dargestellte Getriebevorrichtung weist eine vorteilhafte Kompaktheit auf. Trotz der vergleichsweise großen Anzahl von Komponenten der Getriebevorrichtung können deren Bauteiltoleranzen aufgrund des vergleichsweise großen Schwimmwegs von mindestens 0,6 mm verlässlich kompensiert werden. Somit ist trotz der vergleichsweise großen Bauteiltoleranzen ein Klemmen der Getriebevorrichtung während eines Betriebs verlässlich unterbunden.

Wie unten genauer ausgeführt wird, ist bei der Getriebevorrichtung eine Selbstjustage der einzelnen Komponenten während ihres Betriebs automatisch ausführbar. Deshalb ist die Getriebevorrichtung vergleichsweise leicht montierbar.

Die oben ausgeführten Vorteile sind ohne ein Anbringen zusätzlicher Bauteile an der Getriebevorrichtung realisierbar. Zusätzlich entfallen bei einer Ausbildung eines senkrecht zu der Verstellachse 22 ausgerichteten Schwimmwegs des verstellbaren Kolbens 20 von mindestens 0,6 mm zusätzliche Bauraumanforderungen zum Kompensieren der

Toleranzen der Toleranzkette der Getriebevorrichtung.

Bei der Getriebevorrichtung können das erste Schneckenrad und das erste Ritzel in einem ersten Abstand von einer definierbaren Mittelebene 24, welche die Schneckenwelle 10 mittig schneidet, liegen, welcher (nahezu) gleich einem zweiten Abstand des zweiten Schneckenrads 12b und des zweiten Ritzels 16b von der Mittelebene 24 ist. Die

Getriebevorrichtung kann somit (nahezu) symmetrisch bezüglich der mittig durch die Schneckenwelle 10 verlaufenden Mittelebene 24 ausgebildet sein. Insbesondere kann auch der (in einer mittigen Lage zwischen den beiden Ritzeln 16a und 16b vorliegende) verstellbare Kolben 20 symmetrisch bezüglich der Mittelebene 24 ausgebildet sein. Dies gewährleistet eine vorteilhafte Leistungsverzweigung der von dem Elektromotor erbrachten Leistung über einen ersten Pfad entlang dem ersten Schneckenrad 12a und dem ersten Ritzel 16a und einem zweiten Pfad über das zweite Schneckenrad 12b und das zweite Ritzel 16b. Durch diese Leistungsverzweigung können vergleichsweise hohe Kräfte von dem Elektromotor auf den verstellbaren Kolben 20 übertragen werden. Die Getriebevorrichtung ist jedoch nicht auf eine derartige symmetrische Ausbildung beschränkt. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Getriebevorrichtung ist der verstellbare Kolben 20 schwimmend zwischen dem ersten Ritzel 16a und dem zweiten Ritzel 16b so geführt, dass zwischen dem ersten Ritzel 16a und dem verstellbaren Kolben 20 und zwischen dem zweiten Ritzel 16b und dem verstellbaren Kolben 20 jeweils ein Achsabstandsoffset von mindestens ±0,3 mm ausgebildet ist. Der vorteilhafte Schwimmweg von mindestens 0,6 mm kann somit über ein Zahnflankenspiel ausgebildet werden. Vorzugsweise sind die beiden Ritzel 16a und 16b bezüglich ihres Zahnflankenspiels symmetrisch ausgebildet. Dies ergibt eine vorteilhafte Leistungsverzweigung trotz des vergleichsweise großen Schwimmwegs des verstellbaren Kolbens 20 senkrecht zu seiner Verstellachse 22 von mindestens 0,6 mm. In einer vorteilhaften Weiterbildung kann der verstellbare Kolben 20 senkrecht zu der Verstellachse 22 um einen Schwimmweg von mindestens 0,8 mm, vorzugsweise von mindestens 0,9 mm, insbesondere von mindestens 1 ,0 mm, verstellbar sein. Dies ist bevorzugter Weise realisiert, indem der verstellbare Kolben 20 schwimmend zwischen dem ersten Ritzel 16a und dem zweiten Ritzel 16b so geführt ist, dass zwischen dem ersten Ritzel 16a und dem verstellbaren Kolben 20 und zwischen dem zweiten Ritzel 16b und dem verstellbaren Kolben 20 jeweils ein Achsabstandsoffset von mindestens ±0,4 mm, vorzugsweise von mindestens ±0,45 mm, insbesondere von mindestens ±0,5 mm, ausgebildet ist. Dies erlaubt eine verlässliche Realisierung der oben beschriebenen Vorteile.

Vorzugsweise ist der verstellbare Kolben 20 schwimmend zwischen den beiden Ritzeln 16a und 16b so geführt, dass der maximale Schwimmweg des verstellbaren Kolbens 20 senkrecht zu der Verstellachse 22 kleiner als 1 ,3 mm, insbesondere kleiner als 1 ,2 mm, bevorzugter Weise kleiner als 1 ,1 mm, ist. Bevorzugt wird für den maximalen

Schwimmweg des verstellbaren Kolbens 20 senkrecht zu der Verstellachse 22 ein

Wertebereich zwischen 0,8 mm bis 1 mm. Die Vorteile einer Begrenzung des maximalen Schwimmwegs des verstellbaren Kolbens 20 senkrecht zu der Verstellachse 22 werden unten noch ausgeführt. Für die Getriebevorrichtung der Fig. 1 a ist außerdem eine Ritzelmittelebene 26 definierbar, welche das erste Ritzel 16a und das zweite Ritzel 16b jeweils mittig schneidet. (Die Ritzelmittelebene 26 kann senkrecht zu der ersten Drehachse 18a und/oder der zweiten Drehachse 18b ausgerichtet sein.) Bevorzugter Weise ist der verstellbare Kolben 20 in der Ritzelmittelebene 26 ausschließlich mittels eines ersten Zahneingriffs des ersten Ritzels 16a an einer (nicht dargestellten) ersten Zahnreihe des verstellbaren Kolbens 20 und mittels eines zweiten Zahneingriffs des zweiten Ritzels 16b an einer (nicht skizzierten) zweiten Zahnreihe des verstellbaren Kolbens 20 schwimmend geführt. Man kann dies auch so umschreiben, dass der verstellbare Kolben 20 in der Ritzelmittelebene 26 nicht durch eine Wand einer Gehäusebohrung, sondern über die Zahneingriffe der beiden Ritzel 16a und 16b geführt, bzw. zentriert, ist. Somit wird der maximal mögliche Schwimmweg des verstellbaren Kolbens 20 senkrecht zu seiner

Verstellachse 22/in der Ritzelmittelebene 26 über den Anschlag des ersten Ritzels 16a an der ersten Zahnreihe und des zweiten Ritzels 16b an der zweiten Zahnreihe definiert. Der maximal mögliche Schwimmweg des verstellbaren Kolbens 20 senkrecht zu seiner Verstellachse 22 kann somit auf einfache Weise vergleichsweise genau festgelegt werden. Als Alternative oder Ergänzung dazu kann der verstellbare Kolben 20 auch über eine an seinem Äußeren ausgebildete erhabene Kontur innerhalb einer Führung in 2- Dimensionen geführt sein.

Vorzugsweise ist eine erste Überdeckung des ersten Zahneingriffs (des ersten Ritzels 16a an der ersten Zahnreihe des verstellbaren Kolbens 20) größer/gleich 1 oder eine zweite Überdeckung des zweiten Zahneingriffs (des zweiten Ritzels 16b an der zweiten

Zahnreihe des verstellbaren Kolbens 20) größer/gleich 1. Insbesondere kann die erste Überdeckung des ersten Zahneingriffs größer/gleich 1 ,05 oder die zweite Überdeckung des zweiten Zahneingriffs größer/gleich 1 ,05 sein. Der vorteilhaft große Schwimmweg des verstellbaren Kolbens 20 senkrecht zu der Verstellachse 22 kann somit über das

Zahnflankenspiel der beiden Ritzel 16a und 16b (bzw. der ihnen zugeordneten

Zahnreihen) ausgebildet werden. Auf diese Weise lassen sich vorteilhaft große

Abstandstoleranzen zur Kompensation der oben beschriebenen Toleranzkette ausbilden. Durch die Überdeckungen von mindestens 1 ist auch eine zu hohe Zahnbeanspruchung der Zähne der Ritzel 16a und 16b und der Zahnreihen des verstellbaren Kolbens 20 unterbunden. Auf diese Weise kann eine vorteilhaft lange Lebensdauer/Einsetzzeit der Getriebevorrichtung sichergestellt werden.

Die in Fig. 1 a dargestellte Getriebevorrichtung ist als Untereinheit eines

elektromotorischen Bremskraftverstärkers ausgebildet, wobei der verstellbare Kolben 20 als Verstärkerkolben (Booster) ausgebildet ist. Darunter kann z.B. verstanden werden, dass der verstellbare Kolben 20 so mit einer (nicht skizzierten) Eingangsstange zusammenwirken kann, dass eine über die Eingangsstange übertragene

Fahrerbremskraft zusammen mit einer Kraft des Elektromotors auf mindestens einen Hauptbremszylinderkolben übertragbar ist. Beispielsweise kann in dem verstellbaren Kolben 20 eine durchgehend mittlere Bohrung 28 ausgebildet sein, durch welche die Eingangsstange führbar ist. Die Ausbildung der Getriebevorrichtung als Untereinheit eines elektromotorischen Bremskraftverstärkers ist jedoch nur beispielhaft zu interpretieren.

Ebenfalls lediglich beispielhaft zu interpretieren ist die Führung des als Verstärkerkolben ausgebildeten verstellbaren Kolbens 20 in mindestens einer geneigt, insbesondere senkrecht, zu der Ritzelmittelebene 26 ausgerichteten Führungsebene 30 mittels eines Radialspiels, welches über die Anlaufflächen 36 in einer Gehäusebohrung 32 eines Bremskraftverstärkergehäuses 34 ausgebildet ist. Die Ausbildung von Anlaufflächen 36 an der Gehäusebohrung 32 erlaubt eine verlässliche Führung des als Verstärkerkolben ausgebildeten verstellbaren Kolbens 20, ist jedoch nicht notwendig.

Bei der Getriebevorrichtung der Fig. 1 a ist eine Funktion einer Kraftwaage ausgebildet. Dies wird anhand der Fig. 1 b bis 1 e nachfolgend ausgeführt: In Fig. 1 b sind die Verzahnungskräfte Fr1 und Fr2 eingezeichnet, welche mittels der Ritzel 16a und 16b auf den verstellbaren Kolben 20 ausgeübt werden. Eine erste

Verzahnungskraft Fr1 ist mittels des um die erste Drehachse 18a gedrehten ersten Ritzels 16a auf den verstellbaren Kolben 20 ausübbar. Entsprechend ist eine zweite

Verzahnungskraft Fr2 mittels des um die zweite Drehachse 18b gedrehten zweiten Ritzels 16b auf den verstellbaren Kolben 20 ausübbar. Man kann dies auch so umschreiben, dass die Verzahnungskräfte Fr1 und Fr2 von den Zahnflanken der Ritzel 16a und 16b auf die kontaktierten Zahnflanken (der Zahnreihen) des verstellbaren Kolbens 20 ausgeübt werden. Die Verzahnungskräfte Fr1 und Fr2 sind orthogonal zu den jeweiligen Zahnflanken ausgerichtet. Sofern die auf den verstellbaren Kolben 20 ausgeübten Verzahnungskräfte Fr1 und Fr2 gleich groß sind/gleiche Beträge aufweisen, kompensieren sich die senkrecht zu der Verstellachse 22 ausgerichteten Komponenten der Verzahnungskräfte Fr1 und Fr2 heraus. Die Verzahnungskräfte Fr1 und Fr2 addieren sich in diesem Fall zu einer

Gesamtkraft Fges, welche parallel zur Verstellachse 22 ausgerichtet ist. Somit ist bei gleichen Verzahnungskräften/Beträgen der Verzahnungskräfte Fr1 und Fr2 die

gewünschte geradlinige Verstellbarkeit des verstellbaren Kolbens 20 entlang der

Verstellachse 22 verlässlich gewährleistet, ohne dass ein Klemmen auftritt. Bei ungleichen Verzahnungskräften/Beträgen der Verzahnungskräfte Fr1 und Fr2 verbleibt eine senkrecht zu der Verstellachse 22 ausgerichtete Kraftkomponente, welche von der Hochkraftseite (der größeren Verzahnungskraft Fr1 oder Fr2) zu der

Niederkraftseite (der kleineren Verzahnungskraft Fr1 oder Fr2) gerichtet ist. Der verstellbare Kolben 20 wird mittels der senkrecht zu der Verstellachse 22 ausgerichteten Kraftkomponente (automatisch) von der Hochkraftseite auf die Niederkraftseite zubewegt. Auf diese Weise kommt (automatisch) der Zahneingriff auf der ursprünglichen

Hochkraftseite tendenziell mehr und mehr außer Eingriff, so dass der Zahneingriff auf der ursprünglichen Niederkraftseite stärker in Eingriff kommt. Der verstellbare Kolben 20 wird auf diese Weise so lange verschoben, bis die Verzahnungskräfte Fr1 und Fr2 gleich groß sind/gleiche Beträge aufweisen.

Somit ist die Funktion einer Kraftwaage an der Getriebevorrichtung ausgebildet. Dies gewährleistet eine symmetrische Lastverteilung der von dem Motor auf den verstellbaren Kolben 20 übertragenen Kraft über einen mittels dem ersten Schneckenrad 12a und dem ersten Ritzel 16a realisierten ersten Lastpfad und über einen zweiten Lastpfad, welcher über das zweite Schneckenrad 12b und das zweite Ritzel 16b verläuft.

Anhand der Fig. 1 c bis 1 e wird die Toleranzkompensation an der Getriebevorrichtung im Weiteren erläutert: In der Darstellung der Fig. 1 c ist die Schneckenwelle 10 um ca. 0,1 mm aus einer mittigen Lage zwischen den beiden Schneckenrädern 12a und 12b in die Richtung 40 versetzt. Die Längsachse 42 der Schneckenwelle 10 weist somit bezüglich ihrer gestrichelt

wiedergegebenen mittigen Soll-Lage 44 zwischen den beiden Schneckenrädern 12a und 12b einen Abstand von etwa 0,1 mm auf. Die Schneckenwelle 10 liegt damit näher an dem zweiten Schneckenrad 12b. Bei einer„weichen" Ausbildung der Komponenten 10 und 12b würde dies zu der in Fig. 1 c dargestellten„Überlappung" 46 führen. Zwischen der Schneckenwelle 10 und dem ersten Schneckenrad 12a tritt ein Spalt 48 auf.

Da die in Fig. 1 c dargestellte„Überlappung" 46 aufgrund einer kompakten Ausbildung der Komponenten 10 und 12b nicht möglich ist, wird das zweite Schneckenrad 12b im

Vergleich zu dem ersten Schneckenrad 12a zu einer zusätzlichen Drehbewegung 50 angeregt. Diese zusätzliche Drehbewegung 50 des zweiten Schneckenrads 12b ist in Fig. 1 d eingezeichnet. Die zusätzliche Drehbewegung 50 des zweiten Schneckenrads 12b wird entsprechend auch von dem zweiten Ritzel 16b ausgeführt. Die zusätzliche

Drehbewegung 50 des zweiten Ritzels 16 bewirkt eine (geringfügige) Verschiebung 52 des verstellbaren Kolbens 20 entlang der Verstellachse 22. Da die (geringfügige) Verschiebung 52 des verstellbaren Kolbens 20 jedoch nicht mit einer gleichzeitigen Drehbewegung des ersten Ritzels 16a um die erste Drehachse 18a verbunden ist, führt die (geringfügige) Verschiebung 52 des verstellbaren Kolbens 20 zu einer Zunahme des Verzahnungsspiels zwischen dem ersten Ritzel 12a und dem verstellbaren Kolben 20. Der Zahneingriff 54 zwischen dem ersten Ritzel 16a und dem verstellbaren Kolben 20 ist somit kraftfrei.

Die Verzahnungskraft Fr2, welche von dem zweiten Ritzel 16b auf den verstellbaren Kolben 20 ausgeübt wird, wird somit nicht durch eine Gegenkraft zumindest teilweise kompensiert. Dies bewirkt, dass die senkrecht zu der Verstellachse 22 ausgerichtete Kraftkomponente der von dem zweiten Ritzel 16b auf den verstellbaren Kolben 20 ausgeübten Verzahnungskraft Fr2 eine Verstellbewegung des verstellbaren Kolbens 20 bewirkt, bis ein Kräftegleichgewicht zwischen den Verzahnungskräften Fr1 und Fr2 wieder erreicht ist. Somit kann die oben beschriebene Funktion der Kraftwaage auch dazu genutzt werden, um eine unmittige Lage der Schneckenwelle 10 auszugleichen. Die gewünschten gegengerichteten Drehbewegungen 56 der Ritzel 16a und 16b zum

Verstellen des verstellbaren Kolbens 20 entlang seiner Verstellachse 22 sind danach ohne ein Klemmen ausführbar. Der vergleichsweise große Schwimmweg von mindestens 0,6 mm führt somit zu der Möglichkeit eines Achsversatzes des verstellbaren Kolbens 20, wodurch jede Toleranzkette kompensierbar ist.

Fig. 2a bis 2c zeigen Teildarstellungen verschiedener Getriebe, wobei Fig. 2a ein Beispiel der Ausführungsform der Fig. 1 a bis 1 e zeigt und die Getriebe der Fig. 2b und 2c keine Ausführungsformen der Erfindung sind.

Es wird hier ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Fachmann viele herkömmliche Vorurteile überwinden muss, bis er die Vorteile der in Fig. 2a teilweise dargestellten Getriebevorrichtung mit einem vergleichsweise großen Schwimmweg des verstellbaren Kolbens 20 senkrecht zu seiner Verstellachse 22 von 0,8 mm erkennt. Beispielsweise bemüht sich der Fachmann in der Regel um einen vergleichsweise kleinen Schwimmweg, da eine Zunahme des Schwimmwegs oft mit einer Verschlechterung der Kraftübertragung von einem Elektromotor auf den zu verstellenden Kolben 20 verbunden ist. Außerdem muss der Fachmann zur Gewährleistung des vergleichsweise großen

Schwimmwegs des verstellbaren Kolbens 20 senkrecht zu seiner Verstellachse 22 von 0,8 mm widersprüchliche Randbedingungen bei der Auslegung der Verzahnung der Ritzel 16a und 16b und den ihnen zugeordneten Zahnstangen erfüllen: Für den Schwimmweg von 0,8 mm sollte an den Ritzeln 16a und 16b jeweils ein Achsabstandsoffset von ±0,4 mm vorliegen. Unter einem Achsabstandsoffset von ±0,4mm kann verstanden werden, dass von der„Ausgangsposition" Ritzelzähne/Zahnstangenzähne auf Block die beiden Verzahnungen um 0,4mm zueinander beabstandet werden. Dadurch ergibt sich ein überdimensionales Zahnflankenspiel. (Bei einer üblichen Verzahnungsauslegung liegt meistens ein Achsabstandsoffset von ±0,1 mm vor.) In der Regel bevorzugt der Fachmann bei einer Getriebevorrichtung jedoch auch eine möglichst hohe Übersetzung, weshalb er den Durchmesser der Ritzel 16a und 16b oft vergleichsweise klein im Vergleich zum Durchmesser der Schneckenräder 12a und 12b wählt. Allerdings führt eine Reduzierung des Durchmessers der Ritzel 16a und 16b bei einem (beidseitigen) Achsabstandsoffset von ±0,4 mm zu einer Überdeckung der

Zahneingriffe kleiner 1 , was mit einem unrunden Lauf des Getriebes und hohen

Zahnfußbiegebeanspruchungen verbunden ist. Ein größerer Durchmesser der Ritzel 16a und 16b steigert zwar die Überdeckung, bewirkt aber eine geringere Übersetzung. Die Realisierung der in Fig. 2a teilweise dargestellten Getriebevorrichtung erfordert somit von dem Fachmann, dass er trotz einer (beidseitigen) Abstandstoleranz von 0,4 mm eine Überdeckung der Zahneingriffe mindestens gleich 1 , vorzugsweise größer als 1 , gewährleistet.

Häufig bevorzugt der Fachmann auch möglichst große Zähne an den Ritzeln 16a und 16b und an den Zahnreihen. Herkömmlicherweise schreckt der Fachmann auch deshalb vor der Ausbildung eines Schwimmwegs von mindestens 0,6 mm an einer

Getriebevorrichtung zurück.

Das in Fig. 2b schematisch teilweise dargestellte Getriebe, welches keine

Ausführungsform der Erfindung ist, weist einen maximalen Schwimmweg von etwa 0,2 mm senkrecht zu einer Verstellachse 22' seines verstellbaren Kolbens 20', d.h. einen

Achsabstandsoffset von ±0,1 mm, auf. Die Überdeckung zwischen den Zahneingriffen der Zähne der Ritzel 16' und der zugeordneten Zahnreihe des verstellbaren Kolbens 20' beträgt 1 ,5. In Fig. 2b ist auch die Kraftlinie 58' dargestellt, über welche die

Verzahnungskraft von dem Ritzel 16' auf die Zähne der zugeordneten Zahnreihe des verstellbaren Kolbens 20' übertragen wird. Der Betrag der Verzahnungskraft und der Abstand des Schnittpunkts der Kraftlinie 58' an den Zahnflanken von den Zahnfüßen ergibt die Drehmomente, welchen die Zähne während eines Betriebs des Getriebes standhalten müssen. Ein Betrieb des in Fig. 2b dargestellten Getriebes bewirkt eine vergleichsweise kleine Zahnbeanspruchung von etwa 70 %. Das in Fig. 2c schematisch dargestellte Getriebe, welches ebenfalls keine

Ausführungsform der Erfindung ist, weist einen maximalen Schwimmweg für den verstellbaren Kolben 20" senkrecht zu seiner Verstellachse 22" auf, welcher 1 ,3 mm beträgt. Der Achsabstandsoffset liegt somit bei ±0,65mm. Die Überdeckung liegt lediglich bei einem Wert von 0,75. Dies führt zu der in Fig. 2c dargestellten Kraftlinie 58", und damit zu einer Zahnfußbeanspruchung von 140 %. Ein Betrieb des Getriebes der Fig. 2c bewirkt deshalb ein schnelles Brechen der Zähne. Außerdem weist das Getriebe der Fig. 2c aufgrund des relativ großen Schwimmwegs von 1 ,3 mm einen unrunden Lauf auf.

Somit muss der Fachmann bei der Entwicklung der Getriebevorrichtung das Problem lösen, dass ein zu großer Schwimmweg zu einem signifikanten Abnehmen der

Überdeckung führen kann, wodurch die Zahnbeanspruchung stark steigt. Der Fachmann muss mehrere Schwierigkeiten überwinden, um zu dem in Fig. 2a dargestellten Getriebe zu gelangen. Bei dem in Fig. 2a dargestellten Getriebe ist der verstellbare Kolben 20 schwimmend zwischen dem ersten Ritzel 16a und dem (nicht dargestellten) zweiten Ritzel 16b so geführt, dass der verstellbare Kolben 20 senkrecht zu seiner Verstellachse 22 um einen Schwimmweg von 0,8 mm verstellbar ist. Dies ist durch einen beidseitigen

Achsabstandsoffset von ±0,4 mm realisiert. Die Überdeckung des ersten Zahneingriffs beträgt maximal 1 ,05. Dies bewirkt die vorteilhafte Kraftlinie 58 und eine

Zahnbeanspruchung von 100 % während eines Betriebs des Getriebes der Fig. 2a. Somit ist eine vorteilhaft lange Lebensdauer des Getriebes der Fig. 2a trotz des vergleichsweise großen Schwimmwegs von 0,8 mm gewährleistet.