CN101415591B - 具有减振元件的制动助力器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆制动系统的制动助力器装置(10)，其具有力输入元件(12)、可通过力输入元件(12)致动的控制阀装置(14)、布置在壳体(16)中的腔室装置(24)、以及力输出元件(34)，该腔室装置具有真空腔室(20)和通过可动壁(18)与真空腔室(20)隔开并且可选择地连接到真空源或大气的工作腔室(22)，其中可动壁(18)通过至少部分容纳在壳体(16)中的复位弹簧(38)被预压到初始位置，并且其中壳体(16)，被至少一个紧固螺栓(40，42)贯穿。这里，提供至少一个减振元件(48，50)，其作用在复位弹簧(38)上以进行减振，其中所述至少一个减振元件(48，50)安装至所述至少一个紧固螺栓。

Description

具有减振元件的制动助力器装置

技术领域

本发明涉及用于车辆制动系统的制动助力器装置，其包括力输入元件、可通过力输入元件致动的控制阀装置、布置在壳体中的腔室装置和力输出元件，该腔室装置包括真空腔室以及可选择地连接到真空源或大气并通过可动壁与真空腔室隔开的工作腔室，其中可动壁被至少部分容纳在壳体中的复位弹簧偏压到正常位置，并且其中壳体被至少一个紧固螺栓贯穿。

背景技术

这种制动助力器装置在背景技术中是众所周知的。经常提到的是气动制动助力器，必要时其通过控制阀装置在可动壁处形成压差，该压差于是增加由驾驶员作用在制动踏板上的制动力从而辅助制动操作。结果，驾驶员在制动操作中需要花费更少的力，因而即使是腿部肌肉组织无力的驾驶员也可以在所有驾驶情况下取得足够的制动效果。

然而已经出现了这样的情况，尤其是在车辆工程中在重量逐渐减轻致使安装越来越轻的部件的过程中，在各个部件的振动响应中已经有了不利的变化。由于低质量部件的使用，尤其是使用例如铝或镁或包含这些元素的合金的轻型材料的结果，使这些部件有振动增大的趋势。例如已经出现的是，如果例如制动机构尤其是制动踏板和踏板架由这样的轻型材料制成，则由此产生的小惯性可能导致致动机构特别倾向于振动，那样会导致不希望的噪音。

从FR2817219获知解决该问题的装置。为此，使罐型减振元件滑移到制动助力器装置的复位弹簧的端部上。

然而通过该方案反过来出现了该减振元件固定至复位弹簧会引起与组装期间和工作期间都有关的问题，这最终导致制动助力器失灵。

发明内容

在该背景下，本发明的目的是提供一种最初所述类型的制动助力器装置，其中振动趋势被显著降低，并且确保了与提高的工作可靠性相结合的、更容易的无故障组装。

该目的通过这样一种制动助力器装置实现，该制动助力器装置具有至少一个减振元件，其作用在复位弹簧上以进行减振，其中所述至少一个减振元件安装在所述至少一个紧固螺栓上。

根据本发明的减振元件，通过直接作用在复位弹簧上而能够抑制振动的产生，由此也会防止相应的振动被传递到致动机构。这样，不希望发生的振动问题在源头、也就是在此类振动形成时就被解决了。根据本发明的减振元件安装在至少一个紧固螺栓上，保证了无故障组装以及在制动助力器装置整个寿命期间减振元件的稳定定位，而不会产生任何意外分离或不恰当定位的风险。而且，保证了制动助力器装置的壳体内的减振元件不会发生不期望的移位，该移位例如是复位弹簧的与功能相关的移动的结果。

本发明的改进设置成：所述至少一个减振元件以减振方式作用在复位弹簧的周边区域上，优选作用在外周区域上。安装在复位弹簧的外周区域上提供了特别有利的减振效果。然而，同样也可以例如通过减振管件而作用在复位弹簧的内周区域上，该减振管件被引入内周区域并通过紧固板安装在所述至少一个紧固螺栓上。

根据本发明的结构变型，可以设置成所述至少一个减振元件为柱形，优选为中空柱形，特别是杯状设计。因此可以设置环绕复位弹簧的单个柱形减振元件。然而同样也可以设置分开的减振元件，其中每一紧固螺栓关联一个减振元件。该减振元件于是只部分作用在待减振的复位弹簧上。例如，在该结构变型中，各减振元件可均具有定位孔，这些减振元件通过所述定位孔安装并固定到相应的紧固螺栓上。因此本发明设置成：绕所述复位弹簧的外周在相应的多个紧固螺栓上布置多个减振元件。作为其替换，可以设置成：所述至少一个减振元件在复位弹簧的整个周边上环绕该复位弹簧，如上面已经概述的那样。

就轴向长度而言，可以设置成：所述至少一个减振元件至少沿所述复位弹簧的轴向长度的一部分延伸。自然，减振元件也可以沿复位弹簧的整个轴向长度延伸，但是在这种情况下减振元件必须是可轴向压缩的设计。

为了实现特别好的减振效果，本发明的改进设置成：在所述复位弹簧的端部区域中均布置至少一个减振元件。

就减振元件的材料选择而言，根据本发明，可以设置成：所述减振元件由可弹性变形的材料制成，尤其是橡胶材料或泡沫材料。

本发明的一种替换结构变型设置成：所述至少一个减振元件是盘状设计，并在所述复位弹簧的弹簧圈之间延伸。作为作用在复位弹簧的外周区域上的替代，减振元件通过在复位弹簧的各弹簧圈之间的接合而防止振动，且由此以减振方式作用在其上。特别是对于这种结构形式，可使用多个这种盘状减振元件。

特别是以其重量轻为特点的一种有利的结构变型设置成：所述至少一个减振元件包括柱形减振体和与之连接的至少一个紧固盘。因此减振体可以是壁相对较薄的设计，其通常提供足够的减振。与紧固螺栓的紧固于是由同样的薄壁紧固盘实现。可因此避免由实心材料制成一个或多个减振元件的结构，以减轻重量。就此而言，可以设置成：所述至少一个减振元件在轴向截面中看时包括U形截面。在U型截面的减振元件结构的情况下，提供例如管状减振体以及两个紧固盘，这两个紧固盘相对于管状减振体的纵向垂直延伸并用于紧固到紧固螺栓。如果每个减振元件只使用一个紧固盘，则可以设置成：所述至少一个减振元件在轴向截面中看时包括T形截面。这意味着减振盘于是将近似布置在管状体的中央，并相对于管状体的纵向垂直延伸。减振元件和紧固盘可以彼此形成一体，但是同样可以彼此胶接或硫化。而且应该强调的是也可使用L形截面或不对称截面。

本发明还涉及一种具有前述特征的、用于在前述类型的制动助力器装置中使用的减振元件。为了避免重复，在上面已经具体描述的减振元件的特征不再在这里提及。

附图说明

以下根据附图对本发明进行描述。这些图表示：

图1是具有本发明第一种结构形式的减振元件的、根据本发明的制动助力器装置的轴向截面；

图2是杯状设计的减振元件的前视图；

图3是由实心材料制成的柱形减振元件的前视图；

图4是本发明的第二种结构形式的与图1对应的视图；

图5是在图4中使用的减振元件的前视图；

图6是本发明的第三种结构变型的与图1和图4对应的截面图；

图7是在根据图6的结构形式中使用的减振元件的前视图；

图8是本发明的第四种结构形式的与图1、图4和图6对应的截面图；以及

图9是根据图8的第四种结构形式中使用的减振元件的前视图。

具体实施方式

图1中，根据本发明的制动助力器整体被标识为10。它包括力输入元件12、连接到力输入元件的控制阀装置14、和壳体16。在壳体16中布置可动壁18，所述可动壁以密封方式将真空腔室20与工作腔室22隔离。这两个腔室20和22形成腔室装置24。控制阀14包括两个阀座26和28，它们与控制阀壳体30和控制阀元件32相关联。力输出元件34与控制阀14相关联，其通过橡胶弹性反作用元件36连接到控制阀壳体。

复位弹簧38容纳在壳体16中，其通过图1中的左端靠在左壳体壁上，图1中的右端作用在控制阀壳体30上而被支撑。如从图1中可见，控制阀壳体30以固定方式连接到可动壁18上以沿纵轴A共同移动。在该移动过程中，由密封元件44和46密封的可动壁18沿紧固螺栓40和42滑动。

在紧固螺栓40、42上分别安装有基本为柱形设计的减振元件48和50。减振元件48和50以这样的方式确定尺寸：它们的外周作用在复位弹簧38的轴向部分a的外周处。

根据本发明的所述制动助力器10如下所述进行操作：

如图1所示，作为以致动力F致动制动踏板的结果，力输入元件12沿纵轴A在图1中向左移动。这以同样公知的方式引起控制阀装置打开，从而工作腔室22临时连接到外界大气。真空腔室20通过与例如真空源或车辆进气管保持连接而恒定地保持为亚真空。由于在可动壁18处产生的压差，可动壁18在图1中被向左压，结果控制阀壳体30也随之被拉动直至控制阀装置14再次关闭。从而达到准静止状态，在该状态下保持特定制动效果。

当驾驶员松开踏板从而踏板作用力减小到零时，密封座26被打开，结果由于工作腔室22和真空腔室20连通而会在可动壁18处产生压力平衡。因此，制动踏板一释放，所述装置就通过复位弹簧38移动回图1所示的正常状态。

在这个操作过程以及车辆的启动过程中，在真空腔室20中形成真空后，弹簧38会被激励而振动，然后振动会经由控制阀壳体30和力输入元件12传递到制动踏板(未示出)。在传统的制动系统中，这些振动由于制动踏板和其他部件的惯性而通常将被迅速减弱。但是在逐渐使用由轻质类型结构制造的部件(例如由镁制造的制动踏板)的过程中，这种振动会产生到更大程度，并且有时会导致令人不快的噪音。

就此而言，本发明设置成在复位弹簧38处产生的振动一旦形成就立刻通过减振元件48和50衰减。为此，减振元件48和50由橡胶弹性材料制成，例如由弹性体泡沫材料制成，并通过直接作用在复位弹簧38的外周上保证有效的减振。

图2以实施例方式示出了杯状的减振元件48。它包括底部52，中空柱体部分54一体模制在该底部上。底部52设计成在中央具有紧固孔56。在组装期间，减振元件48可以简单地安装到紧固螺栓42上并通过紧固螺栓42和紧固孔56之间的过盈配合或通过附加的夹紧装置或螺钉连接装置而在稳定位置保持在紧固螺栓42上。复位弹簧38的外周区域和减振元件48和50的外周区域的相互抵接保证了在复位弹簧38处可靠减振，即使当抵接仅在纵向部分a上延伸也是如此。

图3示出了减振元件48’的一种替换结构变型，其由实心泡沫材料体形成柱状并具有中央紧固孔56’。这种减振元件的操作模式和图2的相同。根据图3中的减振元件48’显示出比图2中的减振元件提高的减振响应，因为整个周边区域的变形程度小于根据图2的结构形式中的远离底部52的管状部分54的区域。

图4和图5示出了根据本发明的制动助力器装置的第二实施方式。为了避免重复，只描述与第一实施方式的不同之处，其中对于相同类型或相同效果的部件使用和第一实施方式相同的附图标记，只不过用小写字母“a”作为后缀。

与根据图1到图3的第一实施方式相比，在根据图4和图5的第二实施方式中仅设置一个减振元件58a，其底部设计成带圆角的菱形状，如图5所示。从图5中还可以看出减振元件58a具有两个紧固孔60a和62a，并具有中央孔64a。紧固孔60a和62a用于安装到紧固螺栓40a和42a上。中央孔64a的直径d小于复位弹簧38a的内径D。但是内径d足够大，从而无接触地接收力输出元件34a和主气缸装置的活塞端，该活塞端连接到力输出元件34a，但是没有在图中示出。

因为这样确定中央孔64a的内径d的尺寸，减振元件58a在复位弹簧38a的两个弹簧圈之间延伸，而且至少部分地作用在这些弹簧圈上。因而复位弹簧38a的振动运动在这些弹簧圈的区域中通过减振元件58a和复位弹簧38a之间的接触产生的摩擦而被减弱。如已经说明的，减振元件58a已经滑移到紧固螺栓40a和42a上并通过过盈配合或附加的夹紧元件固定到其上。应该进一步提及的是减振元件58a由可弹性变形的材料制成，从而一方面可适合于弹簧圈的形状，另一方面可提供足够的减振。

在根据图4的实施方式的改进中，也可以设置成使多个减振元件58a轴向滑移到紧固螺栓40a和42a上，并且各自接合在轴向相邻的弹簧圈之间。

图6和图7示出了本发明的第三种结构变型。再一次只描述与本发明的第一和第二结构变型不同的部分，对于相同类型和相同效果的部件使用相同的附图标记，只不过用小写字母“b”作为后缀。

根据图6和图7的结构形式示出了减振元件66b，其包括管状减振体68b和两个紧固盘70b和72b。这两个紧固盘70b和72b安装在减振体68b的相应轴向端。从图7中可以看到，紧固盘70b同样设计成带有倒圆边的菱形形状。然而它们具有相对较大的中央孔74b，其与复位弹簧38b的外径近似相当。更确切地说，减振体68b靠在复位弹簧38b的外周上。

根据图6和图7的结构形式的显著之处在于，其位于复位弹簧38b的相对较长的轴向区域上，靠着复位弹簧38b的外周，从而可显著地衰减复位弹簧的振动。通过设置两个紧固盘80b和72b，被衰减的振动可以更有效的转移到紧固螺栓40b和42b上。而且，通过设置两个紧固盘70b和72b，确保了减振元件66b稳定地安装在壳体16b中。根据图6的剖视图示出了密封元件66b的截面呈U形形状。

最后，图8和图9示出了本发明的又一实施方式，其中再次对相同类型或相同效果的部件使用和前面相同的附图标记，只不过用小写字母“c”作为后缀。

这种结构形式与最后提到的根据图6和图7的结构形式的不同之处在于，减振元件74c的截面设计成T形，即具有型式为根据图6的结构形式的管状减振体68c，但是只有一个紧固盘70c，其近似布置在管状减振体68c的中央，并从该处径向向外延伸以安装在紧固螺栓40c和42c上。

然而所有结构形式的共同特征是各个减振元件安装在紧固螺栓上，从而更易于组装并且在制动助力器的整个寿命期间就定位而言更稳定。

Claims (13)

1.一种用于车辆制动系统的制动助力器装置(10)，该制动助力器装置包括：

-力输入元件(12)；

-可通过所述力输入元件(12)致动的控制阀装置(14)；

-布置在壳体(16)中的腔室装置(24)，该腔室装置包括真空腔室(20)以及可选择地连接到真空源或大气并通过可动壁(18)与该真空腔室(20)隔开的工作腔室(22)；和

-力输出元件(34)；

其中所述可动壁(18)被至少部分容纳在所述壳体(16)中的复位弹簧(38)偏置到正常位置，并且其中所述壳体(16)被至少一个紧固螺栓(40，42)贯穿，其特征在于至少一个减振元件(48，50)，所述减振元件作用在所述复位弹簧(38)上以进行减振，其中所述至少一个减振元件(48，50)安装在所述至少一个紧固螺栓上。

2.根据权利要求1所述的制动助力器装置(10)，其特征在于，所述至少一个减振元件(48，50)以减振方式作用在所述复位弹簧(38)的周边区域上。

3.根据权利要求1所述的制动助力器装置(10)，其特征在于，所述至少一个减振元件(48，50)为柱形设计。

4.根据权利要求1所述的制动助力器装置(10)，其特征在于，绕所述复位弹簧(38)的外周在相应的多个紧固螺栓(40，42)上布置多个减振元件(48，50)。

5.根据权利要求1所述的制动助力器装置(10b，10c)，其特征在于，所述至少一个减振元件(66b；74c)在所述复位弹簧(38b；38c)的整个周边上环绕该复位弹簧。

6.根据权利要求1所述的制动助力器装置(10)，其特征在于，所述至少一个减振元件(48，50)至少沿所述复位弹簧(38)的轴向长度的一部分延伸。

7.根据权利要求1所述的制动助力器装置，其特征在于，在所述复位弹簧的端部区域中均布置至少一个减振元件。

8.根据权利要求1所述的制动助力器装置(10)，其特征在于，所述至少一个减振元件(48，50)由可弹性变形的材料制成。

9.根据权利要求1所述的制动助力器装置(10)，其特征在于，所述至少一个减振元件(58a)是盘状设计，并在所述复位弹簧(38a)的弹簧圈之间延伸。

10.根据权利要求1所述的制动助力器装置(10b；10c)，其特征在于，所述至少一个减振元件(66b；74c)包括柱形减振体(68b；68c)和与之连接的至少一个紧固盘(70b，72b；70c)。

11.根据权利要求10所述的制动助力器装置(10b)，其特征在于，所述至少一个减振元件(66b)在轴向截面中看时包括U形截面。

12.根据权利要求10所述的制动助力器装置(10c)，其特征在于，所述至少一个减振元件(66c)在轴向截面中看时包括T形截面。

13.一种用于根据权利要求1的制动助力器装置(10)的减振元件，其中该减振元件是所述制动助力器装置中所包括的所述减振元件。

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