CN101432174B - 气动制动助力器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气动制动助力器，该制动助力器具有：助力器壳体(1)，该助力器壳体被至少一个能以气动压差加载的轴向可动的壁(2)分成至少一个工作室(3)和至少一个真空室(4)；可操纵的、包括一阀活塞(9)的输入件(7)；用于对主制动缸加载输出力的输出件(14)；设置在控制壳体(5)内的、能通过阀活塞(9)操纵的控制阀(12)，该控制阀控制压差；和弹性的反作用元件(6)，该反作用元件设置在控制壳体凹部(25)内并且输出件(14)的端头凸缘(23)贴靠在该反作用元件上，其中输入件(7)通过输入作用面(A1)而输出件(14)通过输出作用面(A2)作用在反作用元件(6)上，输出作用面(A2)与输入作用面(A1)的比例决定制动助力器的力变换比。为了提供一种具有非常精确的力变换比误差的制动助力器，按照本发明，在组装的制动助力器中设有用于调整输出作用面(A2)的装置。

Description

气动制动助力器

技术领域

本发明涉及一种气动制动助力器，该制动助力器具有：助力器壳体，该助力器壳体被至少一个能以气动压差加载的轴向可动的壁分成至少一个工作室和至少一个真空室；可操纵的、包括阀活塞的输入件；用于以输出力对主制动缸加载的输出件；设置在控制壳体内的、能通过阀活塞操纵的控制阀，该控制阀控制压差；和弹性的反作用元件，该反作用元件设置在控制壳体凹部中并且输出件的端头凸缘贴靠在该反作用元件上，其中输入件通过输入作用面而输出件通过输出作用面作用在反作用元件上，输出作用面与输入作用面的比例决定制动助力器的力变换比。

背景技术

例如由DE42 27 879A1已知这种制动助力器。

汽车工业对制动助力器特性曲线提出了高要求，也就是说，力变换比的误差/容差应尽可能地小，这些误差由构件和弹簧的误差以及由于反作用元件的肖氏硬度和由于磨损产生。但是已知的制动助力器不能满足这些高要求。

发明内容

因此本发明的目的是，提供这种具有非常小的或精确的变换比误差的制动助力器。

这个目的这样来实现，即在组装的制动助力器中设有用于调节输出作用面的装置。由此可以补偿构件和弹簧的误差以及反作用元件的不同肖氏硬度以及摩擦，并且可以按照汽车工业的要求调整制动助力器的(增力)变换并能遵循所要求的误差。由此得到另一优点，调整或改变输出作用面同样能够实现改变制动助力器的力变换比。

优选的是，用于调整输出作用面的装置使得可以改变反作用元件的室体积(Kammervolumen)，其中反作用元件的室体积通过输出件和直接或间接地通过控制壳体凹部确定。因此充分利用这个事实，即反作用元件的流动特性随室体积的改变而改变，因为反作用元件不是均匀地充满空间。

在本发明的有利的实施形式中，所述输出件在面向反作用元件的侧面上具有一螺纹孔，调整元件可旋入该螺纹孔中，其中该调整元件能够实现调整输出作用面。因此输出件构造成多件式的并且可规定作为预装配的单元。由此不会提高制动助力器的装配费用。

为了简化对输出作用面的调整，输出件具有一通孔，该通孔通入所述螺纹孔并且穿过该通孔可以引入一用于旋转调整元件的调整工具。

本发明的一种有利的实施形式规定，所述调整元件构造成一体的并且具有一螺纹段以及一片状区段，其中输出件在面向反作用元件的侧面上具有某一直径的凹部，调整元件的片状区段被导引地设置在该凹部中。由此将调整元件固定在输出件中并且不会掉出来。

按照本发明的另一有利的实施形式，所述调整元件设计成两件式的并且包括一埋头螺钉和一分离/独立的圆盘，其中输出件在面向反作用元件的侧面上具有某一直径的凹部，所述圆盘设置在该凹部中。由此可以经济地由标准的单个部件提供调整元件。

为了简单地制造输出件，所述输出件的凹部的直径大于输出件的螺纹孔的直径。

为了防止调整元件在制动助力器运行期间旋转，按照本发明的有利的改进方案设有用于防止调整元件旋转的装置。

按照本发明的有利实施例，用于防止调整元件旋转的装置或者设置在输出件的螺纹孔上或者设置在调整元件的螺纹段上。换言之，可以以防松螺纹的形式实现防止旋转。

本发明的另一有利的实施形式规定，所述调整元件在面向反作用元件的端面上具有打毛的表面。在此有利的是，调整元件的端面易于加工。

此外另一有利的实施形式规定，所述调整元件在面向反作用元件的端面上具有凹部，这些凹部优选设计成槽形并且均匀分布地设置在端面上。所述凹部可以简单且经济地制造。

所述输出件优选设计成两件式的、具有第一和第二构件，其中第一构件具有端头凸缘和一连接在其上的第一柱形区段，而第二构件包括一第二柱形区段，该第二柱形区段具有背离第一构件的第一球形端部，并且所述柱形区段能防丢失地相连接。由此能以简单而经济的方式调整制动助力器的所谓功能尺寸。此外由此能将第一构件用于不同的制动助力器结构并且仅使第二构件与制动助力器的尺寸相匹配。

按照一种有利的实施形式，第二构件在其第二端部上具有一个罐状区段，借助于该罐状区段能使第二构件与第一构件防丢失地连接。

另一有利的实施形式规定，第二构件在其第二端部上具有凸榫，该凸榫为了防丢失地与第一构件连接而伸进通孔内。

优选通过第一构件或第二构件上的滚花或者通过第一构件与第二构件之间的螺纹连接实现防止丢失。

为了节省导向盘，按照本发明的一种有利的改进方案，所述端头凸缘在圆周上具有一个用于在控制壳体凹部内导引输出件的环绕的卷边/凸缘。

此外，按照本发明的用于调整制动助力器的力变换比的方法规定，在制动助力器的组装状态中对输出作用面进行调整。由此可省去复杂地更换构件。

附图说明

由下面借助于附图对实施例的说明给出本发明的其它特征和优点。附图分别以示意图和剖视图示出：

图1以纵剖视图示出已知的制动助力器的局部视图，

图2以纵剖视图示出按照本发明的制动助力器的第一实施例的局部视图，

图3以纵剖视图示出按照本发明的制动助力器的第二实施例的局部视图，

图4以立体图示出按照图3的第二实施例的调整元件，

图5以纵剖视图示出按照本发明的制动助力器的第三实施例的局部视图，

图6以纵剖视图示出按照本发明的制动助力器的第四实施例的局部视图，

图7以纵剖视图示出按照本发明的制动助力器的第五实施例的局部视图，

图8以纵剖视图示出按照本发明的制动助力器的第六实施例的局部视图，

图9以纵剖视图示出按照本发明的制动助力器的第七实施例的局部视图。

具体实施方式

在图1中所示的机动车制动系统的已知气动制动助力器的仅示意表示的助力器壳体1被一轴向可动的壁2分成一个工作室3和一个真空室4。轴向可动的壁2包括一由板材深拉的膜片8和一贴靠在其上的弹性膜18，该弹性膜未详细示出地在膜片盘8的外周与助力器壳体1之间形成一个膜作为密封。

能通过输入件7操纵的控制阀12安置在一在助力器壳体1中密封导引的、支承可动壁2的控制壳体5内，并且包括一在控制壳体5上形成的第一密封座15、一在与输入件7连接的阀活塞9上形成的第二密封座16以及一与两个密封座15、16共同作用的阀体10，该阀体借助于一支承在固定环21上的阀弹簧22压靠阀座15、16。工作室3与真空室4可通过一侧向在控制壳体5中延伸的通道28连接。输入件7与未示出的制动踏板连接。

制动力通过一在端侧贴靠在控制壳体5上的橡胶弹性的反作用元件6以及一具有端头凸缘23的输出件14传递到一未示出的制动系统主缸体的操纵活塞上，该操纵活塞设置在制动助力器的真空侧端部上。在输入件7上导入的输入力借助于阀活塞9传递到反作用元件6上。

反作用元件6设计成圆盘状、由塑料或橡胶材料形成并且在压力载荷下根据流体静力学原理表现为如同不可压缩的流体那样。也就是说，该反作用元件在一定程度上在由阀活塞9导入的脚踏力、通过控制壳体1引入的放大力以及要通过输出件14回传到车辆驾驶员上的制动反作用力之间起累加器的作用。因此，在每个制动操纵位置处在反作用元件6上存在力平衡。如图所示，反作用元件6的室体积通过一控制壳体凹部25或者说一个设置在其中的环元件30或一个在图2中所示的环形圆盘31和输出件14确定。环元件30的布置不是一定必需的。

在附图中示意示出的复位弹簧26在助力器壳体1的真空侧的端壁上支承在未示出的凸缘上，该复位弹簧使可动的壁2保持在所示的起始位置。此外，复位弹簧26支承在一导向盘46上，该导向盘贴靠在控制壳体5上或者固定在这个壳体上，并且该导向盘一方面用于支承复位弹簧26，另一方面用于引导输出件14。此外设有一个回位弹簧27，该回位弹簧设置在输入件7与一贴靠在固定环21上的、使阀体10固定在固定环21上的支承环40之间，并且其力使阀活塞9或阀座16相对于阀体10预紧/预压。

为了使工作室3在操纵控制阀12时能与大气连接/连通，最后在控制壳体5中形成一近乎径向延伸的通道29。在此通过横向件11限制阀活塞9在制动过程结束时的回程运动，该横向件在附图所示的真空制动助力器的松开位置贴靠在一在助力器壳体1中密封地引导控制壳体5的滑动密封环13上。

阀体10具有一个与所述两个密封座15、16共同作用的环形密封面42，该密封面通过金属的加固片41加固并配设有多个轴向的通道19。

在控制壳体5内限制有一个气动室17。在阀体10内设有一个横截面设计成U形的、环形加固元件35，阀弹簧22支承在该加固元件上并且该加固元件具有多个与阀体10的通道19相对形成的开口20。由通道19和开口20构成的、未详细示出的通流通道使气动室17与由密封座15、16限制的环形室24连接，上述的气动通道29通入该环形室内，由此使在阀体10的背离密封面42的一侧上形成的气动室17总与工作室3处于连接并且在阀体10上实现压力平衡。

还可以看出，输入件7或与输入件7连接的阀活塞9通过输入作用面A1而输出件14通过输出作用面A2作用于反作用元件6上，输出作用面A2与输入作用面A1的比例决定制动助力器的力变换比。但是由于构件和弹簧的误差以及由于反作用元件6的肖氏硬度和由于摩擦，力变换比产生误差，该误差不再满足目前的要求。因此在按照图1的已知的制动助力器中必需更换不同的构件，以便能对于力变换比保持非常小的误差带，如汽车工业目前所要求的那样。

下面描述的本发明第一实施例的工作原理和基本结构与按照图1描述的已知制动助力器的工作原理和基本结构没有不同，因此下面仅仅示出和描述对于本发明重要的部件。其中，相同的构件配有相同的附图标记并且在下面不再说明。此外，所述发明可以应用在单一设计结构以及串联设计结构的制动助力器中。

如图2所示，在阀活塞9与反作用元件6之间设有一用于在给定的输入力的情况下改变输入作用面A1的装置32，借助于该装置使阀活塞9与反作用元件6传递力地连接。这种用于改变输入作用面A1的装置32由本申请人的更早的申请DE101 44 619A1已知，并且对于本发明不重要，因此不再对其详细描述。在本发明的所示实施形式中，输入作用面A1通过装置32构成，但如图1所示，它也可以直接形成在阀活塞9或在设在阀活塞9与反作用元件6之间的压力件上。

图2以纵剖视图示出按照本发明的车辆制动系统气动制动助力器的实施例的局部视图，其中该局部视图仅示出制动助力器的对于本发明重要的部件。

汽车工业对于制动助力器特性曲线提出了高要求，也就是说，力变换比的误差应尽可能精确，即误差带应尽可能窄，该误差由于构件和弹簧的误差以及由于反作用元件的肖氏硬度和由于摩擦产生。

如图所示，输出件14构造成多件式的，并且在面向反作用元件6的侧面33上具有一个螺纹孔34，在该螺纹孔中旋入一个调整元件36。

如图2所示，调整元件36或者可一体地形成并具有螺纹段37以及片状区段38，或者可设计成带有一埋头螺钉和一分离的圆盘的两件式。输出作用面A2由这个面得出，反作用元件6以该面贴靠在输出件14和调整元件36上。

为了调整反作用元件6的室体积并由此为了调整输出作用面A2，输出件14具有一通孔39，该通孔通入螺纹孔34内并且通过该通孔可以引入一用于旋转调整元件36的调整工具。为此，调整元件36在背离反作用元件6的侧面44上具有例如一个内六角形45。

由图2还看出，输出件14在面向反作用元件6的侧面33上具有一直径为D1的凹部43，在其中导引地设置有片状区段38或调整元件36的分离的圆盘。凹部43的直径D1大于螺纹孔34的直径D2，以简化输出件的制造。

通过调整输出作用面A2可以补偿构件和弹簧的误差以及反作用元件6的不同的肖氏硬度以及摩擦，并且可以精确地按照汽车工业的要求调整制动助力器的变换。因此一方面可以无需高成本地且以简单的方式遵循所需的误差，但另一方面也可以通过改变输出作用面A2来改变制动助力器的力变换比。

通过将制动助力器连接在一未示出的真空源上实现对输出作用面A2的调整，由此在助力器壳体1中存在某一运行压力。此外，以某一输入力F_E、例如200N对制动助力器加载。作为施加的真空和所述影响的结果，产生某一输出力F_A并且在反作用元件6内与存在的作用力相当地产生一个与力有关的比压力。

调整元件36在装配时以一定的深度t旋入到输出件14内。通过旋转调整元件36改变反作用元件6的室体积。反作用元件6的流动特性随室体积的不同而改变，因为反作用元件6不均匀地充满空间。由此改变输出作用面A2。

图3和图4示出按照本发明的制动助力器的第二实施例，其中在图3中仅以纵剖视图示出制动助力器的局部视图，而图4以立体图示出这个实施例的调整元件。第二实施例与第一实施例的不同之处在于调整元件36的结构，因此可以不再对相同的构件重复描述。

尤其如图4所示，调整元件36的片状区段38在面向反作用元件6的端面47上具有槽形或切口形的凹部48，以防止调整元件36旋转。在此例如设有四个凹部48，它们均匀分布地设置在端面47上。凹部48防止调整元件36在如上述所述调整输出作用面A2以后旋转，因为反作用元件6的材料通过在反作用元件6中在操纵制动助力器时产生的压力流动到凹部48内并由此锁紧调整元件36。因此随着反作用元件6中的压力的增大，旋转调整元件36所需的转矩也提高。

这样设计凹部48，使得调整元件36在所述的调整过程期间仍可以旋转。在此，凹部48不是一定必需设计成凹槽或切口。同样可以设想，在端面47上设置打毛的表面。

此外，在本发明的范围内也可以设置防松螺纹形式的旋转止动装置，或者在输出件的螺纹孔34上或者在调整元件36的螺纹段37上。

下面描述的实施例与上两个实施例的不同之处在于输出件14的设计结构，因此仅分别说明输出件14。其余的构件基本上是相同的并因此配设有相同的附图标记。对其说明参阅上两个实施例。

图5以纵剖视图示出按照本发明的制动助力器的第三实施例的局部视图。如图所示，输出件14设计成具有第一和第二构件49、50的两件式。

第一构件49具有前述的端头凸缘23和一连接在其上的第一柱形区段51。输出件14的第二构件50还包括一第二柱形区段52，该柱形区段具有背离第一构件49的第一球形端部53和具有罐状区段55的第二端部54。

如图5所示，第一柱形区段51在其外侧面57上具有滚花56，借助于该滚花能使所述两个构件49、50的柱形区段51、52防丢失地相连接。

为了易于装配，罐状区段55在其内表面上具有导入斜面64。

此外，为了调整制动助力器的所谓的功能尺寸x在所述两个构件49、50之间放入一个或多个间隔垫圈58。

图6以纵剖视图示出按照本发明的制动助力器的第四实施例的局部视图。这个实施例与按照图5的第三实施例的不同之处在于，第二构件50在其第二端部54上具有一带有滚花60的凸榫59，该凸榫为了防丢失地与第一构件49连接而伸进通孔39内。为了易于装配，在凸榫59上设有导入斜面65。

图7以纵剖视图示出按照本发明的制动助力器的第五实施例的局部视图。这个实施例与按照图5的第三实施例的不同之处在于，端头凸缘23在圆周上具有一用于在控制壳体凹部25内引导输出件14的环绕的卷边61。因此可以省去导向盘46，并且复位弹簧26直接贴靠在控制壳体5上。

图8以纵剖视图示出按照本发明的制动助力器的第六实施例的局部视图。这个实施例与按照图5的第三实施例的不同之处在于，通过第一构件49与第二构件50之间的螺纹连接62实现防止丢失。为此，罐状区段55具有内螺纹66，而第一构件49的第一柱形区段51具有外螺纹67。

图9以纵剖视图示出按照本发明的制动助力器的第七实施例的局部视图。这个实施例与按照图6的第四实施例的不同之处在于，通过第一构件49与第二构件50之间的螺纹连接63实现防止丢失。如图所示，为此凸榫59配设有外螺纹68，而通孔39具有内螺纹69。

在后两个实施例中，或者借助于两个构件49、50之间的间隔垫圈或者通过螺纹连接62、63实现功能尺寸的调整。在此，螺纹连接62、63需设置成自锁的或者螺纹连接62，63必须敛缝。

附图标记列表

1  助力器壳体

2  可动的壁

3  工作室

4  真空室

5  控制壳体

6   反作用元件

7   输入件

8   膜片盘

9   阀活塞

10  阀体

11  横向件

12  控制阀

13  滑动密封环

14  输出件

15  密封座

16  密封座

17  腔

18  膜

19  通道

20  开口

21  固定环

22  阀弹簧

23  端头凸缘

24  环形室

25  控制壳体凹部

26  复位弹簧

27  回位弹簧

28  通道

29  通道

30  环形元件

31  圆盘

32  装置

33  侧面

34  螺纹孔

35  加固元件

36  调整元件

37  螺纹段

38  区段

39  通孔

40  支承环

41  加固片

42  密封面

43  凹部

44  侧面

45  内六角形

46  导向盘

47  端面

48  凹部

49  构件

50  构件

51  区段

52  区段

53  端部

54  端部

55  区段

56  滚花

57  外侧面

58  间隔垫圈

59  凸榫

60  滚花

61  卷边

62  螺纹连接

63  螺纹连接

64  导入斜面

65  导入斜面

66  内螺纹

67  外螺纹

68  外螺纹

69  内螺纹

A1  输入作用面

A2  输出作用面

D1  直径

D2  直径

t   深度

x   功能尺寸

Claims (18)

1.一种气动制动助力器，具有

-助力器壳体(1)，该助力器壳体被至少一个能以气动压差加载的轴向可动的壁(2)分成至少一个工作室(3)和至少一个真空室(4)，

-能操纵的、包括一阀活塞(9)的输入件(7)，

-用于对主制动缸加载输出力的输出件(14)，

-设置在控制壳体(5)内的、能通过阀活塞(9)操纵的控制阀(12)，该控制阀控制压力差，以及

-弹性的反作用元件(6)，该反作用元件设置在控制壳体凹部(25)内，并且输出件(14)的端头凸缘(23)贴靠在该反作用元件上，

其中，输入件(7)通过输入作用面(A1)而输出件(14)通过输出作用面(A2)作用在反作用元件(6)上，输出作用面(A2)与输入作用面(A1)的比例决定制动助力器的力变换比；

在组装的制动助力器中设有用于调整输出作用面(A2)的装置，所述用于调整输出作用面(A2)的装置使得能改变反作用元件(6)的室体积，其中反作用元件(6)的室体积通过输出件(14)和直接或间接地通过控制壳体凹部(25)确定；

所述输出件(14)在面向反作用元件(6)的侧面(33)上具有螺纹孔(34)，调整元件(36)能旋入该螺纹孔内，其中调整元件(36)能调整输出作用面(A2)；

所述输出件(14)具有通孔(39)，该通孔通入螺纹孔(34)并且通过该通孔能引入一用于旋转调整元件(36)的调整工具。

2.如权利要求1所述的制动助力器，其特征在于，所述调整元件(36)设计成一体的并具有螺纹段(37)以及片状区段(38)，其中输出件(14)在面向反作用元件(6)的侧面(33)上具有带有一直径(D1)的凹部(43)，调整元件(36)的片状区段(38)被导引地设置在该凹部中。

3.如权利要求1所述的制动助力器，其特征在于，所述调整元件(36)设计成两件式的并且包括一埋头螺钉和一分离的圆盘，其中输出件(14)在面向反作用元件(6)的侧面(33)上具有带有一直径(D1)的凹部(43)，所述圆盘设置在该凹部中。

4.如权利要求2或3所述的制动助力器，其特征在于，所述输出件(14)的凹部(43)的直径(D1)大于输出件(14)的螺纹孔(34)的直径(D2)。

5.如权利要求4所述的制动助力器，其特征在于，设有用于防止调整元件(36)旋转的装置。

6.如权利要求5所述的制动助力器，其特征在于，在输出件(14)的螺纹孔(34)上设有用于防止调整元件(36)旋转的装置。

7.如权利要求5所述的制动助力器，其特征在于，在调整元件(36)的螺纹段(37)上设有用于防止调整元件(36)旋转的装置。

8.如权利要求5所述的制动助力器，其特征在于，所述调整元件(36)在面向反作用元件(6)的端面(47)上具有打毛的表面。

9.如权利要求5所述的制动助力器，其特征在于，所述调整元件(36)在面向反作用元件(6)的端面(47)上具有凹部(48)。

10.如权利要求9所述的制动助力器，其特征在于，所述调整元件(36)的凹部(48)设计成槽形并且均匀分布地设置在端面(47)上。

11.如权利要求1至3中任一项所述的制动助力器，其特征在于，所述输出件设计成两件式并具有第一和第二构件(49，50)，其中第一构件具有端头凸缘(23)和一连接在该端头凸缘上的第一柱形区段(51)，而第二构件(50)包括一第二柱形区段(52)，该第二柱形区段具有背离第一构件(49)的第一球形端部(53)，并且所述柱形区段(51，52)能防丢失地相连接。

12.如权利要求11所述的制动助力器，其特征在于，第二构件(50)在其第二端部(54)上具有一罐形区段(55)，借助于该区段能使第二构件(50)与第一构件(49)防丢失地相连接。

13.如权利要求11所述的制动助力器，其特征在于，第二构件(50)在其第二端部(54)上具有凸榫(59)，该凸榫为了防丢失地与第一构件(49)连接而伸进所述第一构件(49)的通孔(39)内。

14.如权利要求12或13所述的制动助力器，其特征在于，借助于第一构件(49)或第二构件(50)上的滚花(56；60)实现防止丢失。

15.如权利要求12或13所述的制动助力器，其特征在于，借助于第一构件(49)与第二构件(50)之间的螺纹连接(62；63)实现防止丢失。

16.如权利要求11所述的制动助力器，其特征在于，所述端头凸缘(23)在圆周上具有用于在控制壳体凹部(25)内引导输出件(14)的环绕的卷边(61)。

17.如权利要求11所述的制动助力器，其特征在于，为了调整制动助力器的功能尺寸(x)，能在第一与第二构件(49，50)之间置入间隔垫片(58)。

18.一种用于调整如上述权利要求中任一项所述的制动助力器的力变换比的方法，其特征在于，在制动助力器的组装完成后的状态中对输出作用面进行调整。

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