CN102015397B - 机电式制动助力器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机电式制动助力器(1)，其具有电动机(5)和螺旋传动机构(6)，后者通过一个传动件(14)将助力耦合到一个活塞杆(2)中。本发明建议，螺旋传动机构(6)的主轴(12)经弹簧元件(15)弹性地与活塞杆(2)连接，从而在快速制动操作时，螺旋传动机构(6)和电动机(4)的转子(7)不必完全地通过肌力加速。由此减小在快速制动操作时用于制动操作所需的肌力。

Description

机电式制动助力器
技术领域
本发明涉及一种机电式制动助力器。
背景技术
由公开文献DE10327553A1已知一个这种类型的机电式制动助力器。已知的制动助力器具有一个活塞杆，它将制动踏板机械地与主制动缸的活塞连接起来。在本发明的意义下，活塞杆一般应该理解为一种连接件，它将制动踏板机械地与主制动缸的活塞连接起来，而与连接件的形状无关，也就是说即使当连接件的形状不是记忆中的杆件情况。也可以设置用于通过肌力操作机动车制动装置的其它操作元件取代制动踏板，例如驻车制动杆。术语″制动踏板″应该一般地在这样的操作元件的意义下进行理解。已知的制动助力器的活塞杆具有应该传动件，它与应该螺旋传动机构的主轴共同作用。主轴是空心主轴并且同心地包围活塞杆。螺杆传动的螺母同时也是机电式制动助力器的电动机的转子。具有螺杆传动的电动机可以被理解为机电式助力产生器，它在通电时经所述传动件将一个助力施加到活塞杆上，该助力增大了由肌力施加的操作力。如果快速踩下制动踏板，例如在紧急制动情况下，螺纹主轴的活塞杆可以超前运动，机动车制动装置则仅仅由肌力操纵。机动车司机不必将主轴和主轴螺母一同加速，后者同时是电动机的转子。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机电式制动助力器，其具有一个活塞杆和一个机电式助力产生器。
本发明的技术方案在于：一种机电式制动助力器，其具有用于将操作力从制动踏板传递到主制动缸的活塞上的活塞杆和机电式助力产生器，借助于该助力产生器可以产生用于增大操作力的助力，其中，助力产生器的输出元件经弹簧元件弹性地与活塞杆连接，其中，弹簧元件的一个末端圈与活塞杆连接并且它的另一个末端圈与输出元件连接。
助力产生器可以如在DE10327553A1中先知的机电式制动助力器那样是一个带螺杆传动或一般地旋转/平移转换传动机构的电动机，该旋转/平移转换传动机构将电动机的旋转的驱动运动转换成用于移动活塞杆的平移运动。电动机和旋转/平移转换传动机构之间可以连接一个减速器。机电式助力产生器的其它可能的选择是线性马达或电磁体或可能时压电元件，因此一般地是一种将电能转换成机械能的装置。按照本发明，助力产生器的一个输出元件弹性地，例如借助于弹簧元件，与活塞杆连接。在线性马达或它的电枢的电磁体情况下，在具有螺杆传动即螺纹主轴或螺母的电动机情况下，如果主轴被旋转地驱动并且螺母可以抗转动地和沿轴向地移动时，那么输出元件是助力产生器的平移运动元件。弹性的连接不必直接地实施在活塞杆上，而是也可以间接地例如经制动踏板或主制动缸的活塞实施。
本发明的优点在于，在快速制动操作时，例如在紧急制动时，活塞杆可以超前于助力产生器的输出元件运动，与刚性地与输出元件连接的活塞杆相比，减小了从活塞杆到助力产生器的输出元件上的力传递，由此也减小了由机动车司机在快速制动操作时要施加的肌力，因为由于弹性连接他需要用较小的力来加速助力产生器的运动部件。尽管如此机动车司机通过弹性连接机构使助力产生器的运动部件加速，从而助力产生器被更快地加速，例如助力产生器的电动机更快地起动。
按照本发明的机电式制动助力器可以作为用于通过助力(外力)亦即不需要机动车司机的肌力作用来操纵机动车制动装置的助力产生器。在助力产生器或者它的电流供给或者或控制/调节机构失效情况下始终可以实现辅助制动。辅助制动是一种如在助力产生器失效情况下所述的那样紧急制动并且不应该与助力制动相混淆，在助力制动情况下，用于制动操作施加的操作力的一部分由机动车司机的肌力(人力)施加和其余部分的操作力由助力产生器施加。助力制动是规定的制动操作。
本发明还给出了一些有利的设计方案和扩展方案。
附图说明
以下依据附图中所示的实施形式详细描述本发明。惟一的附图示出了一个按照本发明的机电式制动助力器的轴向截面图。
具体实施方式
附图中所示的按照本发明的机电式制动助力器1具有活塞杆2，它将制动踏板3与主制动缸的一个没有示出的活塞机械地连接起来并且将通过制动踏板3施加的肌力(人力)传递到主制动缸的活塞上。除了使用制动踏板3以外，也可以通过驻车制动杆(手制动杆)或其它的操纵件引入肌力(没有示出)。
制动助力器1具有机电式助力产生器4，它包括电动机5和螺旋传动机构6。电动机5设计成空心轴马达，它同心地包围着活塞杆2。电动机5的转子7如所述那样构造成空心轴，装有转子绕组8并且同心地包围活塞杆2。具有定子绕组10的定子9同心地包围转子7。转子7用球轴承11可以转动地支承在定子9中。所示和所描述的电动机5的结构对于本发明不是强制性的。
设计成空心轴的转子7同时形成螺旋传动机构6的一个螺母，也就是说，转子7具有内螺纹。螺旋传动机构6将电动机5的旋转的驱动运动转换成用于移动活塞杆2的平移运动。在所示和所述的本发明的实施形式中，螺旋传动机构6设计成螺杆传动，并且是设计成球螺纹传动机构。这对于本发明也不是强制性的。螺旋传动机构6具有空心主轴12，它同心地布置在转子7中并且和同心地包围活塞杆2。主轴12具有螺纹，该螺纹通过球13与转子7的内螺纹啮合。转子7和主轴12的螺纹是螺旋线形的球轨道。
活塞杆2具有一个与主轴12配合作用的传动件14。在所示的本发明的实施形式中，传动件14是一个在靠近主制动缸的没有示出的活塞一侧上的环形台阶，它面向制动踏板3并且与主轴12的前端共同作用，主轴面对着主制动缸的没有示出的活塞。在活塞杆2的形成传动件14的环形台阶和主轴12的前端之间在活塞杆2上布置一个缓冲器16。缓冲器16是橡胶缓冲块，它具有矩形横截面的橡胶环的形状。在通过压下制动踏板3进行制动操纵时，助力产生器4的电动机5被接通电流，因此形成螺母的转子7被转动地驱动并且主轴12被沿着一个操纵方向，即在主制动缸的没有示出的活塞的方向上移动。助力产生器4以这种方式经缓冲器16和传动件14将一个助力施加到活塞杆2上，它增大了通过制动踏板3施加的肌力。没有示出助力产生器4的控制机构或调节机构。利用助力产生器4也可以实现一种没有肌力操作的助力制动，在这种情况下用于操作机动车制动装置的力只由助力产生器产生。
弹簧元件15将活塞杆2与主轴12弹性地连接起来。在所示的本发明的实施形式中，弹簧元件15是螺旋拉力弹簧，它的一个末端圈与活塞杆2连接而它的另一个末端圈与主轴12连接。使用螺旋拉力弹簧作为弹簧元件15不是强制性的，也可以使用螺旋压力弹簧或其它的弹性元件(没有示出)。如果为了快速制动操作，例如在紧急制动或在运动式行驶方式情况下，快速压下制动踏板3，那么设计成环形台阶的传动件14可以从主轴12的前端上升起并且活塞杆2可以超前于主轴12，也就是说，活塞杆2可以在操作方向上比主轴12更快地运动。由此机动车司机在快速制动操作情况下不必使助力产生器4的运动部件，即主轴12和形成螺母的转子7，完全地一起加速，电动机5可以比对应于活塞杆2的运动较慢地起动。由此减小了为了快速制动操作所需的肌力。尽管如此，通过经弹簧元件15将活塞杆2与主轴12弹性地连接，机动车司机使主轴12加速并且由此更便于和加速电动机5的起动运转。
在助力产生器4有故障的情况下，始终可以通过踩下制动踏板3进行人力制动操作。
螺旋传动机构6形成一个旋转/平移转换传动机构，它将电动机5的旋转驱动运动转变成用于制动操作的平移运动。主轴12形成助力产生器4的一个输出元件。在一个操作速度下，该速度没有超过在电动机5起动时的加速度，主轴12在没有弹簧元件15的弹力作用下将助力产生器4的助力传递到活塞杆2的形成传动件14的环形台阶上。
当在一个快速制动操作之后主轴12″追上″活塞杆2的″超前的″传动件14时，缓冲器16缓冲主轴12在传动件14上的冲撞。由此当主轴12碰撞传动件14时，减小通过助力产生器4产生的过大的制动助力过大的制动压力。取代缓冲器16地，可以在制动助力器1的松开的基本位置上在主轴12的前端和传动件14之间存在一个距离。此时在主轴碰撞传动件14之前，通过压缩弹簧元件15，即对弹簧元件15施加压力，实施缓冲。也可以取消缓冲。在这种情况下取消缓冲器16并且主轴12在制动助力器1处于松开的基本位置上时顶接在传动件14上。这实现对弹簧元件15的预张紧并且没有弹力的作用下实施从助力产生器4到活塞杆2上的助力传递。

Claims (4)

1.机电式制动助力器，其具有用于将操作力从制动踏板(3)传递到主制动缸的活塞上的活塞杆(2)和机电式助力产生器(4)，借助于该助力产生器可以产生用于增大操作力的助力，其特征在于，助力产生器(4)的输出元件(12)经弹簧元件(15)弹性地与活塞杆(2)连接，其中，弹簧元件(15)的一个末端圈与活塞杆(2)连接并且它的另一个末端圈与输出元件(12)连接。
2.按照权利要求1所述的机电式制动助力器，其特征在于，制动助力器(1)具有一个传动件(14)，该传动件将助力产生器(4)的助力在没有弹力作用下传递到活塞杆(2)上。
3.按照权利要求2所述的机电式制动助力器，其特征在于，制动助力器(1)具有一个缓冲器(16)，该缓冲器在碰撞到传动件(14)上时缓冲助力产生器(4)的运动。
4.按照权利要求1所述的机电式制动助力器，其特征在于，助力产生器(4)具有一个电动机(5)和一个旋转／平移转换传动机构(6)。
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