CN100443337C - 柱塞型主缸 - Google Patents

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Abstract

一种主缸包括容纳在缸体中并且形成有活塞孔口的活塞。在活塞的内周，在活塞的形成活塞孔口的区域中形成有环形凹槽。弓形板容纳在环形凹槽中。套筒插入到弓形板中以将弓形板保持在环形凹槽中。在弓形板和环形凹槽的内表面之间限定了作为流体通道的间隙。缸体中限定的压力室穿过上述间隙、形成在弓形板中的切口或孔以及形成在套筒中的孔与连通储罐的连通通道连通。当液压流体快速从压力室向着储罐流动时，弓形板适于弹性地径向张开，因而关闭了一些活塞孔口。

Description

柱塞型主缸
技术领域
本发明涉及一种车辆制动系统中使用的柱塞型主缸，更具体地涉及一种可在自动制动控制期间从储罐平稳抽吸液压流体并且在手动制动时限制液压流体从压力室向储罐回流的简单可靠的主缸。
背景技术
现今许多车辆液压制动系统配备有自动制动功能，例如牵引控制(TRC)功能或电子稳定控制(ESC)功能。
在某些这种制动系统中，在自动制动期间，液压流体穿过主缸中的压力室从储罐供给到所需单元。因而在这种制动系统中，需要液压流体平稳地抽吸到主缸的压力室中。而且，当制动踏板被压下时，有必要限制液压流体从压力室回流到储罐以防止制动踏板无克服阻力地被推动。
日本专利公开2000-142365A(段落[0039]和图21)公开了一种同时满足这些需要的布置。这种布置包括节流阀部件，该节流阀部件包括节流阀部分以及配装在活塞中以支撑节流阀部分的支撑部分，所述节流阀部分包括限制通道并且设置在活塞内周。当液压流体从压力室向着储罐流动时，节流阀部分抵靠活塞内表面上的阀座，从而关闭了节流阀部分和阀座之间的通道，因此液压油只能穿过限制通道流入储罐。
当液压流体从储罐向着压力室流动时，节流阀部分偏斜并且与阀座分开，从而打开节流阀部分和阀座之间的通道。因此，液压流体穿过节流阀和阀座之间的通道平稳地抽吸到压力室，因为该通道具有比限制通道更大的截面面积。
然而，该公开中披露的布置存在的问题是节流阀部件结构复杂并且因而产量较低。为了在用液压油填充制动系统时通气，液压空气在压力下馈送，或者利用预先抽空的回路内部，液压流体被抽吸到回路中。当以上述任一种方式通气时，节流阀部分可能显著地偏斜到活塞中并且与安装在节流阀部件内部的活塞复位弹簧干涉，从而使得节流阀部件变形(塑性变形)。这削弱了节流阀部分固有的各种功能。
如果这种节流阀部分设置在串连型主缸中，其包括两个安装在缸中的活塞和两个限定在缸中的压力室，当自动制动开始时，液压流体快速返回到压力室中。在这种状态下，防止了主活塞(后面的活塞)过度向后运动，因为它抵靠着增压器(booster)的输出杆。但是次活塞(前面的活塞)可能过度向后移动并且跑到杯外。如果发生这种情况，则当次活塞之后返回到其非运行位置时，次活塞可能损坏杯或者次活塞可能以不自然的方式或歪斜地插入到杯中。
本发明的目的是提供一种可在自动制动控制期间从储罐平稳抽吸液压流体并且在手动制动时限制液压流体从压力室向储罐回流的简单可靠的柱塞型主缸。
发明内容
根据本发明，提供了一种柱塞型主缸，包括：缸体，安装在所述缸体中并且具有穿过其外周壁径向延伸的活塞孔口的活塞，所述活塞在所述缸体中限定了压力室，固定到所述缸体并且压靠所述活塞的主杯，与围绕所述活塞限定的连通通道连通的储罐，所述活塞孔口如此定位使得当所述活塞处于其非运行位置时，所述活塞孔口不被主杯关闭并且所述压力室穿过所述活塞孔口与所述连通通道连通，所述活塞具有内周，在所述内周中，在其形成所述活塞孔口的区域中形成有环形凹槽，容纳在所述环形凹槽中的可弹性变形的弓形板，以及插入到所述弓形板中并且安装到所述活塞内周从而将所述弓形板保持在所述环形凹槽中的套筒，在所述弓形板不弹性变形时所述弓形板与所述环形凹槽的内表面合作限定了作为流体通道的间隙，在所述弓形板不弹性变形并且所述活塞孔口不被所述主杯关闭时，所述压力室穿过形成在所述弓形板中的切口或孔、形成在所述套筒中的孔、以及所述活塞孔口与所述连通通道连通，当所述压力室中的压力比所述连通通道中的压力高预定值时，所述弓形板被构造用来弹性地径向张开并关闭一些所述活塞孔口。
优选地，所述套筒包括接合部分，所述接合部分可接合在所述活塞内周形成的接合凹槽中，从而将所述套筒连接到所述活塞。
在包括主活塞和次活塞以及两个压力室的串连型主缸中，次活塞优选地在所述次活塞中形成的活塞孔口前面具有穿过其外周壁径向延伸的辅助孔口，所述辅助孔口如此定位使得当所述次活塞处于其非运行位置时，所述辅助孔口被围绕所述次活塞设置的主杯关闭，当所述次活塞从其非运行位置向后移动并且所述辅助孔口越过所述主杯时，所述压力室穿过所述辅助孔口与所述连通通道连通。
利用本发明的布置，当液压油从压力室向着储罐流动时，在压力室和连通通道之间的压力差下容纳在活塞中的弓形板弹性地径向张开以关闭一些活塞孔口。因而，限制了通向储罐的返回通道，因此限制了向着储罐的液压流体的流动(回流)。当液压流体从储罐向着压力室流动时，弓形板与形成在活塞内周的环形凹槽的表面分开，因此所有活塞孔口是打开的。因此，液压流体可平稳地抽吸到压力室中而不会遇到阻力，因为其间的通道根本没有被限制。
因而，通过形成在活塞内周中的环形凹槽、容纳在环形凹槽中的弓形板以及插入到弓形板中的套筒形成了阀机构，从而仅在一个方向限制液压流体的流动。这种阀机构结构不复杂，因此其产量较高。弓形板仅在活塞中形成的环形凹槽内弹性变形，因此弓形板决不会干涉主缸的任何部件，例如复位弹簧。因而，阀机构维持了其性能。而且还可以可靠地通气。
通过改变弓形板的弧度(周向长度)，有可能自由调节当液压流体向后流动时由弓形板关闭的活塞孔口的数量。因此，有可能更灵活地应付制动系统任何水平的需要。
通过为套筒设置可接合在活塞内周中形成的接合凹槽中的接合部分，有可能将套筒连接到活塞而无需增加部件的数量。另外，因为通过简单地将套筒插入到弓形板中，套筒就会自动连接到活塞，所以弓形板和套筒可容易地安装到活塞中。
通过给串连型主缸的次活塞提供辅助孔口，有可能防止例如牵引控制期间次活塞过度向后运动。辅助孔口更详细的说明在以下的优选实施例的说明中给出。
附图说明
根据以下参考附图进行的描述，本发明的其他特征和目的将变得显而易见，其中：
图1是体现本发明的主缸的剖视图；
图2是图1主缸的局部放大剖视图；
图3A是弓形板的透视图；
图3B是一不同弓形板的透视图；
图4是套筒的透视图；
图5是沿图1中线V-V截取的放大剖视图；
图6是当弓形板弹性径向张开时的与图5相似的图；
图7是应用本发明概念的串连型主缸的剖视图；
图8是在次活塞中额外形成有辅助孔口的改进的串连型主缸的局部放大剖视图。
具体实施方式
现在将参考图1到图8描述体现本发明的主缸。图1示出了根据本发明的主缸的基本结构。该主缸包括缸体1、安装在缸体1中的活塞2、用于活塞2的复位弹簧4和储罐5。在缸体1中限定了压力室3，在压力室3中利用活塞2加压其中的液压流体来产生制动液压力。压力室3包括输出孔口8，通过该孔口排出其中产生的液压力。
主杯9和次杯10容纳在缸体1的内周中形成的凹槽中并且通过缸体1保持在位。主杯9密封活塞2的外周。次杯10压靠活塞2的外周，从而将缸体1内部和大气密封地隔绝。
在主杯9的后部(图1中的右侧)，在缸体1上整体形成有环形壁11以支撑主杯9的背面。
环形壁11具有大于活塞2外径的内径以在其间形成间隙，该间隙用作连通通道13。当活塞2处于其非运行位置(图1的位置)时，压力室3通过形成在活塞2外周壁中的多个周向隔开的活塞孔口12、连通通道13、和形成在缸体1中的流体通道14与储罐5连通。对活塞孔口12的数量无限制。例如，可以形成大约20个这种活塞孔口。
图2示出了本发明的区别特征。在活塞的内周形成有环形台阶15。在环形台阶15的形成活塞孔口12的区域中，形成有环形凹槽16。在环形凹槽16的前方(图2的左侧)，在活塞2的内周形成有接合凹槽17。可弹性变形的弓形板18被容纳在环形凹槽16中。套筒19插入到弓形板18中并且固定到活塞2的内周以将弓形板18保持在环形凹槽16中。
弓形板18可以是图3A和3B所示的任何一个。图3A所示的弓形板18沿两个侧边缘形成了多个周向交替的凸起18a和切口18b，其定位得与活塞孔口12轴向偏移。图3B的弓形板18在其各侧边缘附近形成有多个周向隔开的孔18c(例如所示的细长孔)以从活塞孔口12轴向偏置。弓形板18具有这样一种弧度θ(见图5)，使其以能够关闭除了几个活塞孔口之外的大多数活塞孔口12(优选地为180度到300度)。
套筒19具有这样的轴向宽度，使其得以贴身配装在环形台阶15中。如图4所示，套筒19形成有多个周向隔开的孔19a并且包括接合部分(例如所示的不可拆卸的接合爪)19b。孔19a如此定位使得与图3A的弓形板18的切口18b对齐或与图3B的弓形板18的孔18c对齐。利用容纳在环形凹槽16中的弓形板18，套筒19插入到弓形板18中直到其接合部分19b接合在接合凹槽17中为止。因而，套筒19固定到活塞2的内周，因此弓形板18通过套筒19保持在环形凹槽16中。
环形凹槽16的深度大于弓形板18的厚度，这样当弓形板18不弹性变形时，在环形凹槽16的内表面和环形凹槽16中的弓形板18之间形成作为连通通道的间隙20。
在这种布置中，当液压流体从储罐5向着压力室3流动时，弓形板18不弹性变形，因此在弓形板18的外周和环形凹槽16的内表面之间形成间隙20，如图2和5所示。因而液压流体穿过连通通道13、活塞孔口12、间隙20、弓形板18的切口18b或孔18c、以及套筒19的孔19a平稳流动到压力室3中而不会遇到任何较大的阻力。因此，在自动制动期间，液压流体可从储罐平稳抽出。
当驾驶员压下制动踏板并且液压流体开始从压力室3向着储罐5流动时，如图6所示，弓形板18弹性变形，即，在压力室3和连通通道13之间的压力差下径向张开直到压靠环形凹槽16的内表面。在这种状态下，弓形板18关闭了除几个活塞孔口之外的大多数活塞孔口12，这样限制了液压油的流动，因为液压油只能穿过几个活塞孔口12流动。即，限制了液压流体向着储罐的回流。
因为弓形板18被容纳在环形凹槽16中，所以它不会干涉复位弹簧4。弓形板18和套筒19可由除金属以外的材料如树脂制成。
图7示出了体现本发明的串连型主缸。绝大多数现今的主缸都是串连型主缸。示出的串连型主缸包括限定了缸膛6的缸体1，其中主活塞2-1和次活塞2-2安装在缸膛6中。在缸膛6中限定了第一压力室3-1和第二压力室3-2。利用主活塞2-1加压其中的液压流体在第一压力室3-1中产生制动液压力。利用次活塞2-2加压其中的液压流体在第二压力室3-2中产生制动液压力。用于主活塞2-1和次活塞2-2的复位弹簧4-1和4-2也安装在缸膛6中。各压力室具有输出孔口8。围绕主活塞2-1，设置了主杯9-1和次杯10-1。围绕次活塞2-2，设置了主杯9-2和次杯10-2。
主活塞2-1和次活塞2-2形成有穿过各自活塞外周壁延伸的活塞孔口12-1和12-2。在各活塞2-1和2-2的内周上，设置了对应于图2所示的部件，即环形台阶15、环形凹槽16、接合凹槽17、弓形板18和套筒19。它们未详细示出，因为在图2中已经示出了相应的部件。在图7中，第一压力室3-1和储罐5之间的连通通道用数字13-1表示，第二压力室3-2和储罐5之间的连通通道用数字13-2表示。
主活塞2-1的复位弹簧4-1其一端通过支撑保持器21支撑，另一端通过悬置保持器23支撑，该悬置保持器用来在复位弹簧4-1扩展到预定长度时接合固定到支撑保持器21上的悬置销22，从而防止复位弹簧4-1的进一步扩展。这种布置使采用弹簧力大于复位弹簧4-2的弹簧作为复位弹簧4-1成为可能。
在其他方面，图7的主缸与图1的主缸相同。因而，相同的部件用相同的数字表示并且省略了它们的说明。
图8示出了另一实施例，其是一种与图7所示的实施例相似的串连型主缸，但是进一步在次活塞2-2中包括形成在活塞孔口12-2前面的辅助孔口24。当次活塞2-2处于其非运行位置时，辅助孔口24被主杯9-2关闭。当次活塞2-2进一步从非运行位置向后移动时，辅助孔口24越过主杯9-2，因此第二压力室3-2穿过辅助孔口24与连通通道13-2连通。
当自动制动控制例如牵引控制开始时并且如果液压油快速返回到主缸的压力室中，压力室中的压力升高，因此活塞在压力室的压力下被推回。在串连型主缸的情况下，增压器(未示出)的输出杆可防止主活塞过度向后的运动。但是因为次活塞可进一步从其非运行位置向后移动，所以它可能跑到杯外。如果发生这种情况，当次活塞此后返回到其非运行位置时，次活塞可能损坏杯或者次活塞可能以不自然的方式并且歪斜地插入到杯中。辅助孔口24防止了该问题。
即，当辅助孔口24一越过主杯9-2，第二压力室3-2就会穿过辅助孔口24与连通通道13-2连通，因而将第二压力室3-2中的压力释放到储罐5中。这阻止了次活塞2-2向后的移动，从而防止了次活塞2-2跑到杯外。

Claims (3)

1、一种柱塞型主缸，包括：
缸体；
活塞，所述活塞安装在所述缸体中并且具有穿过其外周壁径向延伸的活塞孔口，所述活塞在所述缸体中限定了压力室；
主杯，所述主杯固定到所述缸体并且压靠所述活塞；
储罐，所述储罐与围绕所述活塞限定的连通通道连通；
所述活塞孔口如此定位使得当所述活塞处于其非运行位置时，所述活塞孔口不被所述主杯关闭并且所述压力室穿过所述活塞孔口与所述连通通道连通；
所述活塞具有内周，在所述内周中，在其形成所述活塞孔口的区域中形成有环形凹槽；
容纳在所述环形凹槽中的可弹性变形的弓形板；以及
套筒，所述套筒插入到所述弓形板中并且安装到所述活塞内周，从而将所述弓形板保持在所述环形凹槽中；
在所述弓形板不弹性变形时，所述弓形板与所述环形凹槽的内表面合作限定了作为流体通道的间隙；
在所述弓形板不弹性变形并且所述活塞孔口不被所述主杯关闭时，所述压力室穿过形成在所述弓形板中的切口或孔、形成在所述套筒中的孔、以及所述活塞孔口与所述连通通道连通；
当所述压力室中的压力比所述连通通道中的压力高预定值时，所述弓形板被构造用来弹性地径向张开并关闭一些所述活塞孔口。
2、如权利要求1所述的柱塞型主缸，其中所述套筒包括接合部分，所述接合部分接合在所述活塞内周形成的接合凹槽中，从而将所述套筒连接到所述活塞。
3、一种串连型主缸，包括：
缸体；
主活塞，所述主活塞安装在所述缸体中并且具有穿过其外周壁径向延伸的第一活塞孔口，所述主活塞在所述缸体中限定了第一压力室；
次活塞，所述次活塞在所述主活塞前面安装在所述缸体中并且具有穿过其外周壁径向延伸的第二适塞孔口，所述次活塞在所述缸体中限定了第二压力室；
第一和第二主杯，所述第一和第二主杯分别固定到所述缸体并且压靠所述主活塞和次活塞；
储罐，所述储罐分别与围绕所述主活塞和次活塞限定的第一和第二连通通道连通；
分别地，所述第一和第二活塞孔口如此定位使得当所述主活塞和次活塞处于各自的非运行位置时，所述第一和第二活塞孔口分别不被所述第一和第二主杯关闭，并且所述第一和第二压力室分别穿过所述第一和第二活塞孔口与所述第一和第二连通通道连通；
所述主活塞和次活塞在其各自的内周表面中在其形成所述第一和第二活塞孔口的区域中分别具有第一和第二环形凹槽；
分别容纳在所述第一和第二环形凹槽中的第一和第二可弹性变形的弓形板；以及
第一和第二套筒，所述第一和第二套筒分别插入到所述第一和第二弓形板中并且分别安装到所述主活塞和次活塞的内周表面，从而分别将所述第一和第二弓形板保持在所述第一和第二环形凹槽中；
分别地，在所述第一和第二弓形板不弹性变形时，所述第一和第二弓形板分别与所述第一和第二环形凹槽的内表面合作限定了作为流体通道的第一和第二间隙；
分别地，在所述第一和第二弓形板不弹性变形并且所述第一和第二活塞孔口不被所述第一和第二主杯关闭时，所述第一和第二压力室分别穿过形成在所述第一和第二弓形板中的第一和第二切口或孔、形成在所述第一和第二套筒中的第一和第二孔、以及所述第一和第二活塞孔口与所述第一和第二连通通道连通；
分别地，当所述第一和第二压力室中的压力比所述第一和第二连通通道中的压力高预定值时，所述第一和第二弓形板分别被构造用来弹性地径向张开并关闭一些所述第一和第二活塞孔口；
所述次活塞在所述第二活塞孔口前面具有穿过其外周壁径向延伸的辅助孔口，所述辅助孔口如此定位使得当所述次活塞处于其非运行位置时，所述辅助孔口被所述第二主杯关闭，且当所述次活塞从其非运行位置向后移动并且所述辅助孔口越过所述第二主杯时，所述第二压力室穿过所述辅助孔口与所述第二连通通道连通。
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