CN101460345A - 带有可用肌肉力操纵的脚刹车并且带有用于车轮打滑控制装置的液压汽车制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一带有可用肌肉力操纵的脚刹车和带有用于车轮打滑控制装置的液压汽车制动装置(10)。根据本发明提出在这样的汽车制动装置中使用与特殊构成的蓄能器(30)相联系的自吸泵(26)。蓄能器(30)具有隔离件(66；100；110；120)，该隔离件各自把第一蓄能室(76)与第二蓄能室(74)分离开。一进口(44)通到第一蓄能室(76)并且一与进口(44)分离的出口(46)由第一蓄能室(76)引出。隔离件(66；100；110；120)可自由移动地布置在两个终端位置之间，并且在它终端位置的一个处封闭进口(44)与出口(46)的压力液连接。

Description

带有可用肌肉力操纵的脚刹车并且带有用于车轮打滑控制装置的液压汽车制动装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1所述构成这一类特征的带有可用肌肉力操纵的脚刹车和用于车轮打滑控制装置的液压汽车制动装置。
背景技术
下面在车轮打滑控制的汽车制动装置下理解为带有刹车防抱死系统(ABS)、带有驱动防滑系统(ASR)、或者带有电子稳定程序(ESP)的汽车制动装置。这样的汽车制动装置具有一液压装置，该液压装置接在一可由驾驶员操纵的主制动液压缸和至少一轮闸之间。此外该液压装置装备有可电磁操纵的换向阀、泵、泵驱动装置和蓄能器，该蓄能器供给泵压力液。而且为了泵驱动装置的操纵具有一驱动电机。为了在轮闸中所需压力的调节通过一电子控制器驱动电机和换向阀可以被控制。更多的详细信息可由黄皮书系列，罗伯特博世有限责任公司斯徒加特2004年版ISBN3-7782-2026-8，在“汽车技术、安全和舒适系统、行驶稳定性系统专业知识”的小册子中，尤其是从90页起的详细论述得知。
在其中描述的汽车制动装置鉴于它的液压回路的设计非常相像，然而根据功能范围在它的制造费用上却有不同。在实践中例如为了达到各自要求的功能，使用不同结构形式的泵和/或者少量或者大量不同结构的换向阀。带有刹车防抱死系统的汽车制动装置例如用非自吸泵、称为所谓的回油泵足够了。它的任务是，在带有存在车轮打滑的制动过程时，为了降低制动压力，将来自相关轮闸的压力液输送回主制动缸。因为在轮闸中压力液由于与此同时通过驾驶员发生的主制动缸操作已经处在提高的压力下，泵自身不必做吸入操作。
与此相比带有驱动防滑系统或者电子稳定程序功能的汽车制动装置必须有能力在一个或者多个轮闸中不依赖于通过驾驶员的主制动缸操作建立制动压力，以便排除在汽车加速时或者在转弯行驶时出现的车轮打滑。这要求被设计为自吸的泵。自吸泵有能力输送压力液，即使在它的入口侧没有或者只存在微小的压差。例如一自吸泵的实施例由专利申请DE19928913A1所公知。
不依赖于汽车制动装置的种类液压蓄能器串接在泵之前。该蓄能器给泵提供压力液，并且由此保证泵的起动。为此已知的汽车制动装置使用弹簧柱塞蓄能器。该蓄能器包括一在蓄能器壳体中可移动引导的柱塞，该柱塞通过圆周侧密封把可用压力液注满的第一蓄能室与用气体注满的第二蓄能室分离开。柱塞被弹簧沿着它初始位置的方向加载。在该初始位置上在第一蓄能室中没有压力液。在已知的蓄能器中压力液流入或者压力液流出通过一共同的供给管道实现。这样的蓄能器例如在专利申请DE19942293A1中做了说明。
为了防止在蓄能器排空的情况下，被泵从主制动缸中吸出的压力液流入蓄能室，在这样的蓄能器的供给管路中布置一止回阀。已知的止回阀为了阀座的控制具有一通过弹簧加载的阀关闭体。
一有缺陷的不密封的止回阀与唯一的蓄能器供给通道相连接将导致由自吸泵产生的真空可能加载轮闸。由于该真空，轮闸的制动柱塞将被送到一极限位置。因此在紧接着的制动过程中为了制动压力的建立必须有太多的压力液排入轮闸。这一点驾驶员借助于长的踏板距离可以察觉到，这可能招致汽车制动装置优异功能的混乱。
此外具有不同功能范围的汽车制动装置的不同部件的数量提高了标准构件系统的开发和维护的费用。同样为了生产已知的汽车制动装置必须装配相对多的单个零件，这对制造成本和获得的结构体积产生不利的影响。而且已知的汽车制动装置在进行制动打滑控制时鉴于它的功能特性显示出改进的潜力。
发明内容
与此相比根据权利要求1所述的特征的本发明的液压汽车制动装置具有优点，它用较少的不同的单个零件就足够了，并且因此可更费用低廉的生产。使用的单个零件不仅可用于带有刹车防抱死系统的汽车制动装置，而且可用于带有驱动防滑系统或者行驶稳定控制程序的汽车制动装置。根据本发明的汽车制动装置在车轮打滑控制期间具有改进的功能特性，并且由于减少的单个零件的数量使它的液压装置可以有紧凑的尺寸。此外对所有不同种类的汽车制动器装置，那么同样对纯粹的刹车防抱死装置，与液压蓄能器相连系，通过使用自吸泵实现该优点，该蓄能器各自通过一进口和通过一与其相分离的出口被供给压力液。使用的蓄能器具有一可自由移动的在两个终端位置之间布置的隔离件用于分离第一蓄能室和第二蓄能室。此外该隔离件有能力在它的一终端位置封闭从蓄能器的进口到出口的压力液连接。不用另外的弹簧元件它就可正常工作，由此可储存在蓄能室中的压力液容积在不改变尺寸时与弹簧柱塞蓄能器相比被提高。而且蓄能器具有带有改进的滞后响应的压力/容积特性曲线，因为弹簧元件的影响分摊了滞后。本发明其它的优点和有利的改进结构由从属的权利要求和下面的说明获得。
权利要求2请求对在蓄能器的出口处布置的特殊结构的止回阀的保护。该止回阀防止压力液回流到蓄能器的蓄能室中，并且由于蓄能器的隔离件的附加密封功能同样可以不用复位弹簧构成。由此除了零件费用的节省之外止回阀相对于已知的布置可制造得更紧凑和更费用低廉。这样的止回阀仅仅在带有电子稳定控制程序或者驱动防滑系统的汽车制动装置中是必不可少的，因为那里不依赖于驾驶员可以发生制动压力的建立，并且对于该压力的建立可能来自主制动缸的压力液必须由泵吸入。在这种情况下止回阀防止来自主制动缸的压力液流入蓄能器。带有刹车防抱死系统的汽车制动装置不带该止回阀就够用了。
以权利要求3至7要求带有一在终端位置密封的隔离件的根据本发明的蓄能器的可选择的结构方案，该方案关于它较小的结构空间和它的生产费用是同样有利的。
权利要求8以通到这样的蓄能器的第一蓄能室的进口和出口的有利的数量和布置为基础。
附图说明
本发明借助于附图表示并且在下面的描述中详细说明。附图总共包括六张图，其中：
图1借助于一液压回路图表示了带有肌肉力操纵的脚刹车和用于车轮打滑控制装置的根据本发明的液压汽车制动器的结构。与此同时示范性地涉及到一带有电子行驶稳定控制程序(ESP)的汽车制动装置；
图2表示了一在第一种特别优选的设计实施方案中与一在蓄能器的出口处布置的止回阀在一起的蓄能器；
图3至图5表示蓄能器的其它的实施方案；
图6表示了一横穿过蓄能器而且位于流入/流出供给通道区域中的横剖面。由该图示蓄能器的进口或者出口的有利的数量和布置是很清楚的。
具体实施方式
图1在示意图下表示了带有用于车轮打滑控制装置的液压汽车制动装置的回路图。可清楚地看到一可用制动踏板12操纵的主制动缸14和两个在制动回路上相互连接的轮闸16。一液压装置18布置在主制动缸14和轮闸16之间。该液压装置18在图1中借助于由虚线框起来的部分说明。它包括不同的电磁换向阀20、22，一可由驱动电机24操纵的泵26，一供给泵26压力液的液压蓄能器30，以及一位于蓄能器30和泵26之间的止回阀32。这些提到的液压部件借助于引导压力液的管路34连接成一液压回路。管路34在液压装置18的液压集成块40(图2)中借助于孔构成，该孔在今后的工作过程中对外被关闭。提到的液压部件也固定在液压集成块40上。一电子控制器42用于它的电气控制，该控制器同样可以布置在液压集成块40上。
该液压汽车制动装置的结构就这点来说被视为现有技术。因此关于该汽车制动装置的作用方式可以参阅在开头时提到的小册子中的结构。
本发明通过设有的蓄能器30的结构、该蓄能器30在液压回路上的连接以及关于使用的止回阀的设计结构而有别于在小册子中描述的汽车制动装置。本发明为基础的蓄能器30的修改的结构在图1中借助于控制符号说明，并且下面将与图2至图5的描述相联系清楚地说明。关于蓄能器30与液压回路的连接由图1可得知，根据本发明的蓄能器30它为了供给压力液至少具有一进口44，并且至少具有一与进口44分开构成的出口46。根据图1使用一没有复位弹簧的止回阀32作为布置在泵26和蓄能器30之间的止回阀32。缺少的复位弹簧在相关的权利要求中通过“带有可自由移动支撑的阀关闭体的止回阀”的表达被限定。
图2表示了一提到的带有根据本发明构成的蓄能器30的液压装置18的液压集成块40的局部放大视图。蓄能器30的蓄能器壳体通过一由外向内形成几个梯形的孔50的内壁构成，该孔从底边52通入液压集成块40的内部。孔50划分成一处于外部的圆筒形边缘段54，一紧接在上面向内变窄的圆锥形前导段56，和一位于内部的圆筒形固定段58。该固定段58在一水平走向的限位凸肩60上结束，在该凸肩的中心一出口46通向外边。
一盆形支撑元件62压入固定段58中，该支撑元件例如可由钢板坯通过深冲制造。它的开口64显示沿着出口46的方向，并且完全被一由耐压力液材料构成的弹性膜片66遮盖。该膜片66沿着它的外圆周与支撑元件62卷边连接，其中通过卷边获得的支撑元件62的圆周同时用作支撑元件62在固定段58上传力连接固定。一密封板68压在朝向出口46的膜片66的外侧。该密封板与膜片66形状吻合连接，而且借助于沿着出口46的方向突出的栓钉70。栓钉70穿过在密封板68中心的孔隙，并且用它加厚的头部从后面卡紧在孔隙上。密封板68完全遮盖住出口46的横截面，但是具有比支撑元件62的开孔64的内径较小的外径。由此在卷边的内端部和密封板68之间获得了一在轴向方向由膜片66和限位凸肩60限定的环形空腔72。从该点出发，至少一个从轮闸16(图1)过来的蓄能器30的入口44(图1)通到该环形空腔72。
膜片66与密封板68共同构成一可自由移动的、支撑在支撑元件62中的隔离件，该隔离件使一布置在支撑元件62内部的、用气体注满的(第二)蓄能室74相对于可用汽车制动装置的液压压力液注满的(第一)蓄能室76密封。第一蓄能室76位于密封板68和与密封板68有一定轴向间距的、布置在蓄能器30的出口46处的止回阀32之间。它在流入压力液时扩大它的容积，当密封板68从限位凸肩60上顶起，并且移进支撑元件62的内部时。与此同时蓄能室74的容积在相应的规模内变小。
提到的止回阀32由一在孔板形式下的阀座件80组成，该孔板压入出口46到限位凸肩82上。阀座件80与这里示范性的在钢珠形式下的阀闭锁件84共同起作用。钢珠在阀座件80的下游可自由移动地支撑在出口46的圆筒段86中，并且控制一在孔板的内侧形成的圆锥形阀座88。一在圆筒段86的下游构成的出口46的收缩段90构成了止回阀32与泵26的吸入侧的连接(参见图1)。在收缩段90优选的是具有放射状向外走向的肋条或者凹槽92，该肋条或者凹槽那么同样可保证阀关闭件84的环流，当该阀关闭件紧贴在收缩段90上时。因此所描述的止回阀32只允许沿着朝向泵26的方向流动，并且关闭反向、即朝着蓄能器30的方向。
根据图2的图示表示了带有排空的第一蓄能室76的蓄能器30。相应地可自由移动的隔离件(膜片66)占据它的第一终端位置。与此同时密封板68紧贴在孔50的限位凸肩60上，并且使进口44相对出口46密封。因此由在出口46处连接的自吸泵26产生的真空不能到达进口44，并且因此不能到达与此相连接的轮闸16。那么吸入泵26仅仅通过打开的换向阀20(图1)用来自主制动缸14的压力液供给。描述的止回阀32防止在操纵踏板的情况下在停止车轮打滑控制期间来自主制动缸14的处在压力下的压力液在打开的换向阀20时流入蓄能器30。
图3表示了蓄能器30的一个可选择的结构形式。它的蓄能器壳体也由液压集成块40的向外敞开的孔50的内壁构成。该蓄能器30包括一杯形支撑元件94，该支撑元件用它敞开的端部预先压入孔50中。支撑元件94在它开口的区域中在外径上缩进一块，由此在支撑元件94的圆周和孔50的内壁之间获得一环形空腔。一沿着支撑元件94的圆周环绕的卷膜100的密封段98插入该环形空腔中。因此卷膜100在液压集成块40上形状吻合地夹持在支撑元件94和孔50的内壁之间。它在构成沿着支撑元件94的空心的内部延伸的膜片折叠段102以及整体地连接到膜片折叠段102上的中间段104下遮盖支撑元件94的全部开孔。卷膜100用它的中间段104轴向相对于环绕的密封段98伸出，并且在它的中间段104的端部具有一控制横截面106。该隔离件(卷膜100)将在它和支撑元件94之间封闭并且用气注满的(第二)蓄能室74与可用压力液注满的(第一)蓄能室76相分离。第一蓄能室76位于卷膜100和在出口46处布置的止回阀32之间。使用的止回阀在它的结构上基本上与图2相连系所描述的止回阀32相一致。区别是这里止回阀32构成一在液压集成块40上与自身阀壳体固定的组合部件。阀壳体在阀关闭件84的下游配备有一穿孔，通过该穿孔在打开阀座88时压力液可以在阀关闭件84旁边流向出口46。
同样卷膜100可自由移动地支撑在两个终端位置之间。在图示的第一终端位置上用压力液加注的第一蓄能室76完全被排空。与此同时卷膜100用它的控制横截面106紧贴在阀座件80处在止回阀32阀座88对面的一侧。因此卷膜100密封了止回阀32的流入横截面，并且封闭了蓄能器30从进口44到出口46的连接。进口44在图3中是看不到的，然而它通到膜片折叠段102的区域中。因此同样这里由驱动的并且连接在出口46上的泵26产生建立的真空被阻止进入与进口44相连的轮闸16。
在根据图4所示的实施例中蓄能器30构成装配结构。为此它的蓄能器壳体31构成单独的结构元件，该结构元件拧紧在液压集成块40上。在蓄能器壳体31中圆筒形的孔50支承空心柱塞110。该柱塞用它的开口侧预先装到蓄能器壳体31的限位上。该空心柱塞110的开口被一膜片66覆盖，该膜片压在围绕着开孔的壁112的端面上。空心柱塞110在它背向膜片66的端部配备有一径向凸出的轴环114。该轴环114紧贴在一相反形成的孔50的凹槽上。一可从外部拧入孔50中的堵头94用一轴向力对空心柱塞110加载。通过堵头94的旋紧力矩膜片66被固定在空心圆筒和孔50的限位轴间60之间。蓄能器30的进口44和出口46相互平行地在蓄能器壳体31的旋紧接头中走向。在它到孔50的出口处形成一隔板116，该隔板与膜片66共同起作用。根据图4的图示又表示了膜片66在它的一端部位置。与此同时膜片66作为隔离件在两个蓄能室74和76之间起作用，并且同时在图示的端部位置封闭从进口44到出口46的连接。同样在该实施例中一带有可自由移动的阀关闭件84的止回阀32位于出口46处，如同结合图2已经被公开的。
图5表示了蓄能器30的另一实施例，在该蓄能器中作为隔离件使用了一空心柱塞120。柱塞120由薄壁刚性材料制造，并且具有一带有中心突出的凸起124的柱塞底122。空心柱塞120在孔50中可移动地引导，并且圆周侧通过常规的密封件126、例如O型密封圈或者四角形密封圈密封。柱塞120的装配方向是使柱塞底122处在朝向蓄能器30的出口46，并且柱塞120的敞开端沿着液压集成块40的孔50的开口的方向。开口通过一挡盖128封闭。挡盖128是罐形结构，其中它的内径与液压集成块40的孔50的内径相一致。由此柱塞120可以插入挡盖128的内部。处在蓄能器30之内的挡盖128的端面与液压集成块40的轴向凸肩130共同将密封柱塞120的密封件126定位。挡盖128在液压集成块40上例如可以通过压入传力连接地夹持、或者例如通过压制形状吻合连接地夹持。
在该实施例中刚性柱塞120在两个蓄能室74和76之间作为隔离件起作用。可用汽车制动装置液压压力液注满的第一蓄能室76在柱塞底122和止回阀32之间构成，用气体注满的第二蓄能室74由柱塞120的内部和挡盖128限定。在图示的位置中第一蓄能室76基本上被液压压力液排空，由此柱塞120用柱塞底122的突起124密封了止回阀32的流入横截面。因为在该实施例中同样是从该点出发，未表示的进口44通到第一蓄能室76，因此在图示的端部位置柱塞120也封闭了从进口44到出口46的压力液管路的连接。
图6在该通道出口横截面的区域中借助于横穿过蓄能器30的一个剖面表示了蓄能器30的进口44和出口46的相对位置。图6表示了总共3个出口横断面，其中两个构成进口44一个构成出口46。出口46位于所示的横断面的中心，两个进口44对称地布置在出口46的两侧。三个出口横断面全部位于一共同的轴线132上。
根据图1为了汽车制动装置的排气，通过轮闸16的联接端处在压力下的压力液被供给不同的管路34。与此同时通过电子控制器42在它的初始位置上关闭的换向阀22被控制，并且转换到它的打开位置。供给的压力液通过进口44流入蓄能室76，并且导致每个隔离件66；100；110；120偏移到未表示的第二终端位置。与此同时隔离件66；100；110；120开通从蓄能器30的进口44到出口46的连接，以使压力液通过沿着流动方向敞开的止回阀32继续沿着到泵26的方向流动。在泵26的前面压力液流分岔到第一支路，该支路通过控制的换向阀22通到主制动缸14，或者分岔到第二支路，该支路通过未控制的换向阀20同样通到主制动缸14。因此不会出现不被压力液流过的汽车制动器10的区域。
当然在不偏离本发明的基本思想时，可以对所描述的实施例继续改进和补充。

Claims (8)

1.带有可用肌肉力操纵的脚刹车和用于车轮打滑控制装置的液压汽车制动装置(10)，包括一主制动缸(14)、至少一轮闸(16)和一在主制动缸(14)和轮闸(16)之间连接的液压装置(18)，该液压装置(18)带有可电磁控制的换向阀(20，22)、至少一泵(26)、泵(26)的驱动装置、至少一供给泵(26)压力液的蓄能器(30)、一操纵泵驱动装置的电机(24)和一用于根据需要控制换向阀(20，22)和/或者电机(24)的电子控制器(42)，其特征在于，至少泵(26)是一自吸泵，至少蓄能器(30)具有一隔离件(66；100；110；120)，该隔离件将通过至少一进口(44)可注满的和通过至少一与进口(44)分离的出口(46)可排空的第一蓄能室(76)与第二蓄能室(74)相分离，其中隔离件(66；100；110；120)可自由移动地布置在两个终端位置之间，并且在两个终端位置的一个处封闭进口(44)与出口(46)的压力液管路的连接。
2.根据权利要求1所述的液压汽车制动装置，其特征在于，在
蓄能器(30)的出口(46)处设有一带有一用于朝向第一蓄能室(76)的阀座(88)控制的可自由移动支撑的阀关闭件(84)的止回阀(32)，并且止回阀(32)在阀关闭件(84)的下游具有装置(92)，该装置允许阀关闭件(84)用压力液绕流。
3.根据权利要求1或者2所述的液压汽车制动装置，其特征在于，第二蓄能室(74)被一罐形支撑元件(62)限定，它的开口被膜片(66)遮盖，并且该膜片(66)在它朝向第一蓄能室(76)的一侧支撑一密封板(68)，该密封板遮盖出口(46)的横截面。
4.根据权利要求3所述的液压汽车制动装置，其特征在于，带有膜片(66)的支撑元件(62)作为可预装配的组合部件支撑在液压装置(18)的液压集成块(40)中与第一蓄能室(76)邻接的支座(50)中。
5.根据权利要求1或者2所述的液压汽车制动装置，其特征在于，隔离件通过一卷膜(100)构成，该卷膜在至少构成膜片折叠段(102)下封闭罐形膜片支架(94)的开口，并且卷膜(102)具有用于第二蓄能室(74)相对于第一蓄能室(76)密封，用于第二蓄能室(74)对环境密封，并且用于蓄能器(30)的进口(44)相对于出口(46)密封的密封段(98，106)。
6.根据权利要求5所述的液压汽车制动装置，其特征在于，卷膜(102)和膜片支架(94)构成一可预装配的组合部件，该组合部件支撑在液压装置(18)的液压集成块(40)中与第一蓄能室(76)邻接的支座(50)中。
7.根据权利要求1或者2所述的液压汽车制动装置，其特征在于，隔离件由一空心柱塞(120)构成，该柱塞在液压装置(18)的液压集成块(40)上与第一蓄能室(76)邻接的支座(50)中可自由移动地引导。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的液压汽车制动装置，其特征在于，蓄能器(30)通过两个进口(44)和一个出口(46)用压力液供给，其中进口(44)和出口(46)并排位于一共同的轴线(132)上，并且出口(46)布置在两个进口(44)之间。
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