CN111225840B - 具有止挡盘的用于液压式机动车制动系统的制动设备 - Google Patents

Abstract

为了提供一种改进的无真空助力器的制动设备(1)，其中缸活塞(3)的零点尽可能始终保持在规定的窄公差范围内并同时可靠地减小止挡噪音，根据本发明提出，止挡盘(5)能沿轴向方向在限定的压缩行程(S)上弹性可逆地被压缩并具有用于以行程受控制地限定的方式限制压缩行程(S)的装置。

Description

具有止挡盘的用于液压式机动车制动系统的制动设备

技术领域

本发明涉及一种用于液压式机动车制动系统的制动设备。

背景技术

由于车辆控制(其中也包括制动控制)的自动化程度不断提高，但是还希望节省空间，因此具有明显较小构造的电动液压式、机电式和类似助力器级的可外部操控的制动设备正变得越来越普遍。

为了对驾驶员的要求进行可靠的操控、校准和行程检测，可外部操控的制动设备需要知道建立制动压力的缸活塞在其未被致动的起始位置——已知为零点或基准点——处的确切的相对位置。为了避免复杂的感测和空间校准的费用，已知为缸活塞提供位置固定的机械止挡，该止挡限定上述零点并用作电子控制系统的测量起点。

由于与传统的制动设备的设计方案不同，无真空助力器的设备具有相当低的固有阻尼/缓冲。这意味着，例如，如果制动踏板在制动后被快速松开，则缸活塞连同与之联接的庞大的机械致动组件、例如致动杆和制动踏板将产生很高的返回速度，由此在撞到机械止挡时会产生止挡噪音，这会引起烦扰。

在当前情况下，不适合使用通常已知的用橡胶垫圈来进行止挡缓冲的基本方法，这是因为由于高弹性，无法将零点保持在所需的窄公差内。

因此，在实践中已知，使用由热塑性材料、特别是聚醚醚酮(PEEK)制成的止挡盘作为缸活塞的直接止挡件。但是，通常认为这种盘的缓冲效果太低并且需要改进。另外，这样的盘会随着时间而变形，因此零点会随着时间而移动并导致复杂的校准措施。

发明内容

因此，本发明的目的包括提供一种改进的无真空助力器的制动设备，其中，缸活塞的零点尽可能永久地保持在限定的公差内，同时能可靠地降低止挡噪音。

该目的通过根据本发明的制动设备实现。

本发明提出，止挡盘可沿轴向在限定的压缩行程上弹性可逆地被压缩，并且具有用于以行程受控制地限定的方式限制压缩行程的装置。

由此实现了必要的噪音衰减，同时确保了缸活塞的零点始终保持在窄的公差范围内。

根据本发明的改进方案，止挡盘具有弹性体护套和至少部分地被该护套包覆的芯部。护套优选地可以由廉价的、耐制动液的EPDM聚合物并通过将芯部包覆注塑而制成，并且芯部可以由显著更刚性的/刚性得多的材料、例如金属或纤维增强的塑料制成。通过这种组合，可以以特别节省成本且易于适配的方式实现在永久可用的止挡缓冲以及同时保持不变的零点之间的有利组合。护套的材料在此被设计成可实现足够的缓冲，同时所提供的复原力足以在缸活塞和止挡盘的芯部之间建立接触。

此外，根据本发明的止挡盘具有与中心轴线垂直的止挡平面，缸活塞在其未被致动的起始位置处贴靠在该止挡平面上，其中，芯部具有多个凸起，这些凸起轴向地延伸至止挡平面A并在周向上彼此间隔开地布置。凸起优选地形成凸台，凸台的轴向端面布置在止挡平面中并且不被护套的材料覆盖。

缸活塞在压缩了护套之后撞击由此限定的接触面上的各点，并因此到达规定的最终位置。

因此实现了缸活塞的可靠的无磨损和无变形的止挡可能性，并且根据本发明设计的止挡盘可以简单地用于替换已知的量产止挡盘(Serienanschlagscheiben)。

根据另一优选的改进方案，护套在周向上在两个相邻的凸起之间的区域中具有以交替的方式彼此相邻地布置的隆起部和凹陷部，所述隆起部在轴向上高于止挡平面，并且凹陷部相应地在轴向上低于止挡平面。由此，隆起部中的材料在被压缩时有效地被压入凹陷部中，并确保了缸活塞可靠地抵靠在止挡盘的芯部上。

优选地，隆起部在止挡盘的端面上以在径向方向上延伸的肋部的方式形成。由此，缸活塞可以以节省重量和材料的方式设计成壁特别薄的，并且能可靠地补偿其在缸孔中的轴向定位公差。

根据另一有利的实施方式，在护套上设置有在径向方向上延伸的多个径向突出部，通过这些径向突出部，由于略微加大的尺寸确保了在缸孔中的牢固配合，并且确保了将止挡盘容易地安装在壳体中。

根据本发明的特别优选的实施方式，止挡盘以关于中心平面平面对称的方式构造，因此，止挡盘在两侧上具有同样的作用效果，并且在组装期间不需要注意两侧之间的区分。

此外，本发明还提供了从壳体沿径向伸入缸孔内部中的支撑突出部，特别是环绕的凸缘，该支撑突出部保证了将力从缸活塞可靠地传入到壳体中并确保了稳定的零点。

附图说明

本发明的其他特征和优点由对根据本发明的实施例的以下描述得出。在附图中如下所示：

图1示出根据本发明的制动设备的沿纵剖面的简化局部视图。

图2示出根据图1的实施方式的具有止挡盘的区域的放大图。

图3示出根据本发明的止挡盘的一个实施方式的空间视图(立体视图)，其中a示出完整的止挡盘，b示出沿中心轴线剖开的视图。

图4以剖视图示出根据图3的止挡盘处于未负载状态下的简化侧视图的局部。

图5示出根据图4的视图，但处于组装状态下、处在未被致动的起始位置处，其中具有被止挡的缸活塞。

具体实施方式

图1

根据本发明的制动设备1具有多件式的壳体2，在该壳体中布置有具有中心轴线M的缸孔3，缸孔3用于接纳缸活塞4。缸活塞4布置在缸孔3中，在通过致动元件17制动时缸活塞可沿中心轴线M在致动方向B上直线移动，并在制动之后可通过弹力相反地在释放方向L上直线移动。致动元件17从外部穿过轴向开口20被引导到壳体2中并且在其中被引导到缸活塞4中。形成在壳体2上的支撑突出部19沿径向向内伸入缸孔3内部中。止挡盘5被夹持在支撑突出部19和缸活塞4之间。在所示的实施方式中，支撑突出部19被设计为形成在多件式壳体2的壳体盖16上的环绕的凸缘。在本发明中当然可以允许支撑突出部的其他功能上等效的构造。

在所示的未被致动的起始位置，缸活塞4的后部的止挡面18贴靠在止挡盘5的止挡平面A上，该止挡平面限制缸活塞在释放方向L上的进一步运动。止挡平面A在缸活塞4的未被致动的起始位置中作为缸活塞4的零点的参照基准。

参照图2的放大图以阐明缸活塞4在零点处的上述定位以及相关部件的定位。

图3

在图3中以空间视图示出了根据本发明的止挡盘5的优选实施方式。确保了达到活塞的零位。所示的止挡盘5由两种不同材料的材料组合构成。止挡盘包括坚硬的、相对耐磨的芯部7和柔软、弹性的并具有阻尼缓冲作用的护套6，该护套几乎完全包覆芯部7。

芯部7优选地由金属、特别是铝合金制成，而护套由弹性体、特别是三元共聚物(例如EPDM聚合物)制成。根据运行因素选择弹性体的肖氏硬度，以便在特定应用中实现缓冲和弹性之间的尽可能最佳的平衡。

然而，在本发明的范围内，芯部也可以由其他相对刚性且耐磨的材料形成，例如纤维增强的热塑性材料或热固性材料。

在所示的优选实施例中，止挡盘5被设计成关于正交中心平面Z是平面对称的。因此，特别从图4和图5可以清楚地理解，以下的实施方式被理解为等同地应用于从中心平面Z开始并且垂直于该中心平面的两个轴向方向。

在所示的优选实施例中，芯部7具有相对较窄的环形基体8和多个凸起9，9’，这些凸起轴向地延伸至止挡平面A，最终用作缸活塞4和支撑突出部19的相对不可压缩的止挡元件，并且基本上闭合缸活塞4和壳体2之间的力流(力传递路径)。根据本发明，所述凸起的数目可以根据负载和周向长度而按需变化。然而，为了空间稳定的支撑，优选将凸起9,9’布置成均匀地分布在圆周上，并且应提供至少三个凸起9。在所示的实施例中，在周向上存在五个彼此均匀地间隔开的凸起9。

凸起9形成平坦的凸台10，该凸台不被护套6覆盖并且其轴向端面布置在止挡平面A中。然而，在本发明中，也可以考虑其它在止挡平面A中具有端点——而非端面——的凸起9的例如穹顶形、圆锥形、金字塔形和类似的设计。

弹性护套6在两个凸起9在周向上之间的区域中交替地形成凹陷部12和隆起部11。当然，隆起部9分别延伸到止挡平面A的上方，而凹陷部12凹入到止挡平面A的下方。优选地，每个隆起部11在周向上的两侧直接与各一个凹陷部12相接。

在止挡盘5的端面15上，隆起部11设计成肋部的形式，凹陷部设计成凹槽的形式，所述端面在径向方向上在径向内部尺寸Ri和径向外部尺寸Ra之间延伸。在所示的例子中，所述隆起部和凹陷部径向放射式地在整个端面15上延伸。在本发明中还可以想到，内部尺寸Ri不等于止挡盘5的内半径，而是大于内半径，和/或外部尺寸Ra小于止挡盘5的外半径，或者隆起部不是直的放射式的，而是沿周向倾斜或以其他方式弯曲或蜿蜒地构成。

护套6还具有多个径向突出部13，在所示的实施例中，这些径向突出部被布置为肋状隆起部11的轴向延伸，并且原则上沿周向均匀地在径向方向上延伸超出止挡盘5的径向外侧面14。径向外侧面14的直径选择为等于或略小于缸孔3的直径，并且径向突出部13的最大径向延伸幅度稍大。

在本发明中，隆起部11、凹陷部12和径向突出部13的数目可以变化，并且在每个具体的实施方案中根据当前的运行要求、例如缸孔3的直径、运行负载、所使用的材料、止挡面18的构造、所需的缓冲程度和类似因素来设计。在所示的实施方式中，在两个凸起9之间示例性地分别存在两个隆起部11和三个凹陷部12。

图4

图4以剖视图示出了根据图3的视角“X”的处于未负载状态下的止挡盘3的简化的局部。

除了上述细节之外，可以看到隆起部11在止挡平面A或凸台10的上方在缸活塞侧具有第一超出高度s，在支撑突出部侧具有第二超出高度s’，在所示的平面对称的实施例中该第一超出高度与第二超出高度相同。

在根据按照图1的未被致动的起始位置的负载状态下，护套6以两个超出高度s和s’之和被精确地轴向压缩。因此，两个超出高度s和s’之和构成了止挡盘5的压缩行程S。

图5

该负载状态如图5所示。当沿释放方向L返回时，缸活塞4首先以其后部的止挡面18撞击隆起部11，同时朝支撑突出部19的方向推动止挡盘5。隆起部11变形而产生反作用力，从而吸收了缸活塞4的部分动能。由此，缸活塞4在整个压缩行程S上被制动。在压缩行程S结束时，被制动的缸活塞4和支撑突出部19以受到缓冲的方式抵靠在芯部7的刚性的凸起9上，由此以在结构方面行程受控制地限定的方式限制了压缩行程S。在所得到的未被致动的起始位置中，止挡盘5被夹紧在缸活塞4和支撑突出部19之间，并且缸活塞4和壳体2之间的力流直接经过止挡盘5的坚硬的、不可压缩的芯部7。

隆起部11中的材料在压缩期间被挤压到相邻的凹陷部中，由此确保了在未被致动的起始位置处弹性护套6在轴向上完全在由凸起9界定的平面之间，并且芯部7同时与缸活塞4和壳体2接触。

当缸活塞4沿致动方向B移动时，止挡盘5返回到根据图4的未负载状态下。

附图标记列表：

1 制动设备

2 壳体

3 缸孔

4 缸活塞

5 止挡盘

6 护套

7 芯部

8 基体

9 凸起

10 凸台

11 隆起部

12 凹陷部

13 径向突出部

14 外侧面

15 端面

16 壳体盖

17 致动元件

18 止挡面

19 支撑突出部

20 开口

A 止挡平面

B 致动方向

L 释放方向

M 中心轴线

S 压缩行程

Z 中心平面

Ri 径向内部尺寸

Ra 径向外部尺寸

Claims (9)

1.一种用于无真空助力器的液压式机动车制动系统的制动设备(1)，该制动设备包括：具有至少一个缸孔(3)的壳体(2)，在缸孔中缸活塞(4)能沿着中心轴线(M)在致动方向(B)上以及在与致动方向(B)相反地指向的释放方向(L)上直线移动地被引导；止挡盘(5)，该止挡盘限制缸活塞(4)在释放方向(L)上的运动，并由此限定缸活塞的未被致动的起始位置，

其特征在于，

缸活塞(4)以后部的止挡面(18)贴靠在止挡盘(5)上，该止挡盘(5)具有弹性体的护套(6)，该弹性体的护套能沿轴向方向在压缩行程(S)上弹性可逆地被压缩，以及该止挡盘(5)具有至少部分地被该护套包覆的芯部(7)，其中芯部(7)由比护套(6)刚性得多的材料构成并因此以行程受控制的方式限制压缩行程(S)。

2.根据权利要求1所述的制动设备(1)，其特征在于，止挡盘(5)具有与中心轴线(M)垂直的止挡平面(A)，缸活塞(4)在其未被致动的起始位置处贴靠在该止挡平面上，其中芯部(7)具有多个凸起(9)，这些凸起沿致动方向(B)轴向地延伸至止挡平面(A)并在周向上彼此间隔开地布置。

3.根据权利要求2所述的制动设备(1)，其特征在于，凸起(9)形成平坦的凸台(10)，该凸台的轴向端面布置在止挡平面(A)中。

4.根据权利要求2所述的制动设备(1)，其特征在于，护套(6)在周向上在两个相邻的凸起(9)之间具有至少一个隆起部(11)，所述隆起部在周向上布置在两个凸起(9)之间并在致动方向(B)上延伸到止挡平面(A)的上方。

5.根据权利要求4所述的制动设备(1)，其特征在于，护套(6)具有至少一个凹陷部(12)，所述凹陷部在致动方向(B)上形成在止挡平面(A)的下方并与至少一个隆起部(11)直接相邻地布置。

6.根据权利要求4所述的制动设备(1)，其特征在于，隆起部(11)设计为肋部，所述肋部在止挡盘(5)的端面(15)中在径向内部尺寸(Ri)和径向外部尺寸(Ra)之间延伸。

7.根据权利要求1所述的制动设备(1)，其特征在于，护套(6)具有多个径向突出部(13)，这些径向突出部在周向上均匀地分布并在径向方向上延伸超出止挡盘(5)的径向外侧面(14)以及大于缸孔(3)的直径地延伸。

8.根据权利要求1所述的制动设备(1)，其特征在于，止挡盘(5)关于与中心轴线(M)垂直的中心平面(Z)基本上平面对称地构成。

9.根据权利要求1所述的制动设备(1)，其特征在于，壳体(2)具有至少一个沿径向伸入缸孔(3)内部中的支撑突出部(19)，止挡盘(5)在释放方向(L)上支撑在该支撑突出部上。

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