CN102939228A - 制动助力器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有用于主制动缸10的驱动装置31的制动助力器1，其借助于传递器件90与主制动缸10的压力活塞11耦合并增强借助于制动踏板33传递到压力活塞上11的制动力，其中，传递器件90根据压力活塞11的位置具有不同的传动比。

Description

制动助力器
技术领域
本发明涉及一种带有用于主制动缸的驱动装置的制动助力器，该制动助力器借助于传递器件
Figure BPA00001656507000011
与主制动缸的压力活塞耦合并增强借助于制动踏板传递到压力活塞上的制动力。
背景技术
由外力支持的制动设备一般具有摩擦介质、例如制动盘或制动圆筒和车轮执行器、例如带有车轮制动缸的制动钳。车轮执行器在此借助于所属的制动管路与主制动缸连接。此外，主制动缸和制动踏板耦合。该制动助力器设置在制动踏板和主制动缸之间并使用例如压缩空气、低压或电能形式的外部能量来增强由驾驶员施加到制动踏板上的制动力。
在传统的柴油车辆以及带有电机的、在没有节流阀的情况下借助于汽油间接喷射的方式完成混合气准备的车辆中，除了低压运行的气动制动助力器外，还需要低压泵。此外气动制动助力器所需的结构空间取决于必要的制动力增强。气动制动助力器的直径在此可包括直至30厘米。
DE 10 2007 016 136 A1公开一种用于车辆制动系统的电动机械的制动助力器，其具有用于增强制动力的电机和耦合在其上的主制动缸。该电机与主轴螺栓(Spindelschraube)连接。该主轴螺栓通过柱塞和推杆(Mitnehmer)耦合到主制动缸上。在激活电机时，该电机驱动该主轴螺栓并移动该柱塞抵靠到主制动缸上，以便增强通过制动踏板引入的制动力。
发明内容
本发明的目的是提供一种改良的制动助力器。
所述目的通过根据权利要求1所述的制动助力器来实现。在从属权利要求中给出了优选的实施方式。
根据本发明可知，可以通过下述方式来提供改良的制动助力器：传递器件根据压力活塞的位置具有不同的传动比，该传递器件将电机与主制动缸耦合且增强借助于制动踏板传递到压力活塞上的制动力。
其具有如下优点，即可在没有低压的情况下运行该制动助力器并同时可取决于压力活塞位置通过传递器件不同地实现制动力增强，从而就可以提供匹配于制动踏板和压力活塞的位置的增强。
在本发明的另一种实施方式中，该传递器件具有凸轮机构或杆传动装置。所述传递器件特别适用于提供取决于压力活塞位置的、不同的传动比。
在本发明的另一种实施方式中，该凸轮机构具有至少一个凸轮，其中，凸轮的周面配备有滚动装置(Abrolleinrichtung)，所述滚动装置与压力活塞耦合并沿着凸轮的周面滚动。通过这一方式，在高效率情况下，电机的转矩可通过滚动装置转换并作为压力提供给压力活塞。
在本发明的另一种实施方式中，该凸轮具有至少一个相对于凸轮的旋转轴位于径向内部的第一区段(Teilabschnitt)和一相对于旋转轴位于径向外部的第二区段，其中，该凸轮在第一区段内的传动比相对于在第二区段内的传动比更小。通过这一方式，例如在压力活塞上所需的制动力小时，则为了增强压力活塞上的制动力可以而提供小的传动比，而在制动力大并且压力活塞已经被压入更深时，则提供具有大的力的、更大的传动比以及进而在压力活塞上提供明显增强的制动力。
在根据本发明的另一种实施方式中，该杆传动装置具有杆，其在第一端部上不能相对转动地与电机的输出轴连接且在第二端部上具有滚动装置。通过这一方式可以根据压力活塞的位置提供不同的传动比。
在根据本发明的另一种实施方式中，滚动装置设置在另一个杆传动装置上，其使滚动装置与压力活塞相耦合。通过这一方式，电机的旋转运动可以转变为针对压力活塞的直线移动。
附图说明
下面根据附图详细描述本发明。其中示出了：
图1示出了第一制动助力器的3D示意图；
图2示出了第一制动助力器的透视图；
图3示出了第一制动助力器的凸轮的示意图；
图4示出了第二制动助力器的透视图；
图5示出了第二制动助力器的象征性视图；
图6示出了第一制动助力器的行程-力-图表；和
图7示出了第一制动助力器的旋转角-行程-图表。
具体实施方式
图1示出了第一制动助力器1的3D(三维)示意图。第一制动助力器1具有带有电机16的驱动装置31和未示出的传动装置。驱动装置31借助于固定孔24固定在机动车上并借助于接线17与机动车的车载电网和控制器50连接。在驱动装置31上设置带有凸轮15和滚动装置19的凸轮机构90。凸轮29不能相对转动地固定在输出轴32上。凸轮29具有周面30，该周面配属于滚动装置19。滚动装置19设置在第一杆传动装置91上。第一杆传动装置91具有三角件39，其包含三个悬挂点35、37、36。该三角件39在三角件39的第一悬挂点37处固定在车辆上。此外在第一悬挂点37上还可旋转地悬挂有制动踏板33。第二悬挂点35借助于连接头13将三角件39与主制动缸10的耦接装置38连接。在第三悬挂点36上借助于支承螺栓20固定滚动装置19。
制动踏板33借助于踏板杆12与主制动缸10的耦接装置38连接。此外在耦接装置38上设置有主制动缸10的压力活塞11，其将制动液挤压到制动系统的管路系统中。此外在主制动缸10上设置有制动液容器8。有利的是，主制动缸10设置在乘客内舱外部车辆前围板9上脚踏板区域内。
驱动装置31与凸轮机构90和杆传动装置91一起设置在机动车的内舱中。通过这一方式，保护驱动装置31免受电机舱恶劣环境的影响，从而驱动装置31，尤其是电机可以简单方式构造而成。
耦接装置38包括传感器44，该传感器被布置用于检测踏板杆12和连接头13之间的移位中的差。如果机动车驾驶者致动制动踏板33，则通过踏板杆12操纵压力活塞11上的耦接装置38。为了能相应地制动踏板33的致动来触发驱动装置31，传感器44发出与踏板杆12和连接头13移位差相关的信号。根据踏板杆12与连接头13移位差，控制器调控驱动装置31以便对此补偿其差。
驱动装置31按照控制器50的控制信号使凸轮29围绕驱动轴32旋转。在此，滚动装置19在凸轮29的周面30上滚动。由于凸轮29螺旋形的构造方式，三角件39的滚动装置19在围绕第一悬挂点37的环形轨道上相对于输出轴32径向向外挤压。在此，三角件39沿顺时针方向以角度ψ围绕第一悬挂点37摆动。在第二悬挂点35中，滚动装置19的移位传递给连接头(Verbindungskopf)13，而该滚动装置将移位传递给耦接装置38。从而驱动装置31在此由控制器50触发并旋转直至踏板杆12和连接头13的路程差在耦接装置38内得以补偿。与连接头13的移位相应地，电机16的转矩通过凸轮机构90转为力并引入到耦接装置38中。被引入的力用于增强由机动车驾驶者通过制动踏板33在主制动缸10内产生的制动力。
凸轮29在此布置用于根据压力活塞11的位置以及进而取决于已通过制动踏板33所引入的制动力来提供从驱动装置31至压力活塞11的不同传动比。此处的传动比是指施加在连接头13上的转矩和传动装置31的转矩之间的比例。如图3所示，凸轮29在径向内部的第一区段401中具有大的斜度。在此，位于径向内部的第一区段401分配有制动踏板33的低制动力。如果凸轮29围绕旋转角旋转，则随之发生横向进给(Zustellung)，也就是连接头13朝向制动缸10在耦接装置38上移位。由于第一区段401的大斜度，实现了连接头13的大的横向进给且进而主制动缸10的压力活塞11的大的移位。通过凸轮29的斜度，驱动装置32的转矩被转换(übersetzen)。在此大的斜度相应小的传动比。
如图3所示，如果凸轮29如此旋转，使得滚动装置19在位于径向外部的第二区段402上滚动，则压力活塞11比在第一区段401时更深地插入到主制动缸10中，对此机动车驾驶者已经要求比在第一区段401中更大的制动力。为了增强制动力，该凸轮29在第二区段402中具有比第一区段401中更大的斜度。其结果是，为了在耦接装置38上与在第一区段402内连同连接头13的横向进给相同，凸轮29要旋转比第一区段401内更大的旋转角。因此在第二区段402内，针对一种旋转角，在耦接装置38上进行更小的横向进给。因此第二区段402具有比第一区段401更大的传动比。其结果是，在第二区段402内可为机动车驾驶者提供更大的制动力支持。
图2示出了第一制动助力器1的透视图。第一杆传动装置91的三角件39具有第一三角件部件391和第二三角件部件392。这两个三角件部件391、392在输出轴32方向上彼此相对平行且间隔开地设置。在两个三角件部件391、392之间设置制动踏板33。两个三角件部件391、392在第一悬挂点37中通过螺栓连接件393相连接，其中，螺栓连接件393也可以用作制动踏板33的悬挂装置。在第三悬挂点36中，两个三角件部件391、392同样彼此连接。在此在第三悬挂点36中，滚动装置19在两个三角件部件391、392之间固定在支承螺栓20上。两个三角件部件391、392彼此平行且间隔开地设置，以便制动踏板33可以在两个三角件部件391、392之间摆动并且可以致动主制动缸10的耦接装置38。由驱动装置31的力支持在此通过两个三角件部件391、392、通过连接头13传递到耦接装置38上。通过这种方式，即使在驱动装置31失效的情况下也能确保按照法律要求来操作主缸10。
图3示出了第一制动助力器1的凸轮29的示意图。凸轮29在此具有六个不同的区段401、402、403、404、405、406，凸轮的周面30在这些区段内具有不同的斜度。在此，第一区段401至第五区段405的斜度沿周面30递减，以便在一种旋转角上减少横向进给以及同时提供更大的传动比。与在第一区段401至第五区段405的周面30上递减的斜度相应地，从第一区段401至第五区段405的传动比同样递增。第六区段406用于使第五区段405和第一区段401在圆周轮廓中相连接。一般来说，滚动装置19不在第六区段406上滚动。
图4示出了第二制动助力器2的透视图，并且图5示出第二制动助力器2的象征性视图。第二制动助力器2具有与第一制动助力器1相似构造的驱动装置31。在驱动装置31的输出轴32上设置有第二杆传动装置92，其致动第三杆传动装置93。第二杆传动装置92替代图1中示出的凸轮机构90。主制动缸10与图1和图2示出的主制动缸10相应。设置在驱动装置31上的第二杆传动装置92包括第一杆101，其第一端部不能相对转动地与输出轴32连接。在第一杆101的第二端部上设置有带有支承螺栓20的滚动装置19。
第三杆传动装置93具有第二杆102，其第一端部固定在第一悬挂点37上。在第二悬挂点35内的第二端部上，第二杆102与连接头13以铰接形式相连。第二杆102具有第一杆部件104和第二杆部件103，其与如图3所示的三角件39类似地彼此平行且间隔开地设置。在朝向输出轴32的两个杆部件103、104的侧面上设置有滚动板105，其使两个杆部件103、104彼此连接。
如果输出轴32通过驱动装置31进行旋转，则该输出轴带动第一杆101并使其旋转。设置在第一杆101上的滚动装置19在第二杆102的滚动板105上滚动并使其朝向主制动缸10移位。第一杆101相对于第二杆102的、由于旋转改变的角位置随着压力活塞11不断增大的横向进给来改变在驱动装置31和压力活塞11之间的传动比。
在该透视图的右侧，在图5中象征性示出了第二制动助力器2。该象征性视图与在图4中所示的第二制动助力器的投影相应。如果第一杆101的滚动装置19在第二杆102的滚动板105之上滚动，则在驱动装置31和压力活塞11之间的传动比根据角
Figure BPA00001656507000061
通过第一杆101相对于第二杆102的位置发生改变。压力活塞11的横向进给在此是第一杆101的角
Figure BPA00001656507000062
的余弦函数。其结果是，随着不断增大的旋转角和进而不断增大的横向进给，横向进给关于第一杆101的旋转角递减。通过这一方式，传动比根据压力活塞11的位置而改变或者说增大，以便在高的压力下，也就是在压力活塞11横向进给大的情况下，大幅度地增强制动力。
图6示出第一制动助力器的行程-力-图表并且图7示出第一制动助力器的角-行程-图表。
该力根据压力活塞的行程描绘在纵坐标上并且与由第一制动助力器引入到压力活塞11中的力相应。在图7中，在纵坐标上描绘了压力活塞11关于凸轮29的旋转角的行程。在此示出了凸轮的两种不同实施形式。第一凸轮29的第一实施形式具有图形曲线302、304。未示出的第二凸轮的第二实施形式具有第二图形曲线301、303。第一凸轮29在此如此布置，以在压力活塞11的行程上提供非线性的力增强。第二凸轮在此如此布置，以在压力活塞11的行程上提供线性的力增强。力曲线301、302可以通过不同构造的凸轮来提供，其中，周面30的几何结构与所期望的力曲线相匹配。如在图3中示出，这一点可以通过具有不同斜度的不同区段来实现。在此，属于力曲线301、302、303、304的凸轮具有在凸轮29的旋转角上横向进给的非线性曲线。

Claims (10)

1.具有用于主制动缸(10)的驱动装置(31)的制动助力器(1；2)，其借助于传递器件(90；91)与所述主制动缸(10)的压力活塞(11)耦合并且增强借助于制动踏板(33)传递到所述压力活塞(11)上的制动力，其特征在于，所述传递器件(90；92)根据所述压力活塞(11)的位置具有不同的传动比。
2.根据权利要求1所述的制动助力器(2)，其特征在于，所述传递器件(90；91)具有杆传动装置(92)。
3.根据权利要求1所述的制动助力器(1)，其特征在于，所述传递器件(90；92)具有凸轮机构(90)。
4.根据权利要求3所述的制动助力器(1)，其特征在于，所述凸轮机构(90)具有至少一个凸轮(29)，其中，所述凸轮(29)的周面(30)配备有滚动装置(19)，所述滚动装置与所述压力活塞(11)耦合并且布置成沿着所述凸轮(29)的周面(30)滚动。
5.根据权利要求3或4所述的制动助力器(1)，其特征在于，所述凸轮(29)具有至少一个相对于输出轴(32)位于径向内部的第一区段(401)和相对于输出轴(32)位于径向外部的第二区段(402)，其中，所述凸轮(29)在所述第一区段(401)中的传动比相对于在所述第二区段(402)中的传动比更小。
6.根据权利要求4至5中任一项所述的制动助力器(1)，其特征在于，所述凸轮(29)的周面(30)设计成螺旋形。
7.根据权利要求2所述的制动助力器(2)，其特征在于，所述杆传动装置(92)具有杆(101)，所述杆在第一端部上不能相对转动地与所述驱动装置(31)的输出轴(32)连接并且在第二端部上具有滚动装置(19)。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的制动助力器(1；2)，其特征在于，所述滚动装置(19)设置在另一个杆传动装置(92)上，所述杆传动装置使所述滚动装置(19)与所述压力活塞(11)相耦合。
9.根据权利要求8所述的制动助力器(1；2)，其特征在于，另一个杆传动装置(92)具有三角件(39)，其中，所述三角件(39)的第一悬挂点(35)配属于所述压力活塞(11)并且所述三角件(39)的第二悬挂点(36)配属于所述滚动装置(19)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的制动助力器(1；2)，其特征在于，所述制动助力器(1；2)与控制器(50)连接，其布置用于借助通过所述制动踏板(33)形成的制动力和/或所述制动踏板(33)的移位行程与制动助力器的移位行程的差来调控所述制动助力器(1；2)的驱动装置(31)的通电。
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