CN115038627A - 具有改进的容器连接的用于机动车辆制动系统的液压制动设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆液压制动系统的制动设备(1)，该制动设备包括至少一个制动设备壳体(2)，该至少一个制动设备壳体在安装于车辆中之后具有基本上沿行驶方向(Rf)定向的前侧(3)和与该行驶方向相反地定向的后侧(4)，并且该制动设备还包括至少一个压力介质容器(5)，该至少一个压力介质容器布置在该制动设备壳体(2)上并具有容器壳体(8)。为了提出改进的制动设备(1)，该改进的制动设备具有压力介质容器(5)并展现出特别高效的空间使用且更易于安装并且还提供了改进的碰撞安全性，本发明提出，该压力介质容器(5)具有用于为该制动设备(1)供应液压压力介质的至少一个第一管接头(6)，该至少一个第一管接头基本上平行于该行驶方向(Rf)或与该行驶方向成锐角(W)定向并插入到形成于该制动设备壳体(2)中的容纳座(7)中。

Description

具有改进的容器连接的用于机动车辆制动系统的液压制动 设备

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的一种用于机动车辆液压制动系统的制动设备。

背景技术

机动车辆的液压制动设备应用广泛。在液压制动设备中，借助于作用于液压压力介质(例如，制动流体)的活塞，产生制动压力。此外，这种制动设备可以包含机电驱动器、增力单元和各种阀布置。包含所有上述部件的制动设备壳体通常被称为液压块。

所需的液压压力介质是经由液压连接从压力介质容器提供给制动设备的。已知的做法是在制动设备壳体上将压力介质容器布置在制动设备上方。为了将压力介质容器连接至制动设备，使用了管状管接头，这些管状管接头在竖直方向上插入制动设备壳体中的相应插孔中。

努力尽可能有效地利用车辆的可用空间，并在该过程中以牺牲发动机舱为代价将乘客舱的份额最大化。另外，现代车辆越来越多地具有特别平坦的挡风玻璃(例如，出于风格或空气动力学原因，这些挡风玻璃非常大幅度地倾斜)。然而，为了确保驾驶员有足够的头部空间，这种挡风玻璃延伸到前面很长一段距离。这通常导致在安装制动设备的地方的正上方的区域中形成明显的悬板。

因为压力介质容器必须易于触及以便被填充，所以这就导致压力介质容器从管接头的位置开始在行驶方向上向前延伸很长一段距离，以克服悬板。此外，悬板下方的狭小空间导致容器壳体需要同时以浅而宽的方式构造，以便能够提供所需的体积。为了达到所需的稳定性和刚度，这些容器壳体设置有各种内部支柱和较大的壁厚，从而使生产更加复杂并且价格更高。

液压压力介质往往是可燃的，并且因此经常要求，在碰撞的情况下，液压压力介质不可以不受控制地进入发动机舱，在该发动机舱中，液压压力介质可能会接触到热的发动机零件并引燃。在碰撞的情况下，很高的加速力作用于压力介质容器，并且这些加速力可能会将压力介质容器从其在制动设备壳体中的座中扯出。为了避免这种情况下的压力介质损失，已知的做法是在管接头中设置单独的截止阀，所述截止阀远离容纳座阻断通过管接头的液压连接。在特别严重的碰撞情况下，特别是在高速下正面撞击时，作用于压力介质容器的这种高加速力可能会导致管接头从容器壳体扯下或容器壳体完全坍塌。在行驶方向上向前延伸很长一段距离的容器壳体增加了此风险，因为作用于容器壳体的加速力由于杠杆效应而进一步有所增加。

发明内容

因此，目的是提出一种改进的制动设备，该改进的制动设备具有压力介质容器并且在增加碰撞安全性的同时避免了上述缺陷。

该目的是根据本发明通过具有根据权利要求1的特征组合的制动设备实现的。从属权利要求明确了本发明的另外的有利实施例和发展。

本发明提出，该压力介质容器具有用于为该制动设备供应液压压力介质的至少一个第一管接头，该至少一个第一管接头基本上平行于该行驶方向或与于该行驶方向成锐角定向并插入到该制动设备壳体中形成的容纳座中。因此，消除了或至少大大降低了管接头被扯下(特别是在正面撞击的情况下)的风险。

根据优选发展，该压力介质容器可以基本上布置在该制动设备壳体的前侧上并紧固至该制动设备壳体。以此方式，避免了制动设备上方的狭小空间，并且反而，最佳地使用了在制动设备正前方更可及的空间。因此，可以降低对容器壳体的稳定性的要求，并且可以通过更薄的壁更简单地并且因此更容易且更成本有效地生产容器壳体。同样地，填充设施的可及性也大大提高。

本发明还提出，该压力介质容器具有用于紧固至该制动设备壳体的至少两个紧固接片，其中，这些紧固接片基本上在该行驶方向上延伸并横向于该行驶方向彼此间隔开地构造，其中，每个紧固接片通过第一端连接至该容器壳体或一体地形成于该容器壳体上并在另一端具有紧固孔。因此，即使当压力介质容器安装在制动设备的前侧上并且管接头在行驶方向上定向时，压力介质容器也可以固定地保持在制动设备壳体上。在压力下填充期间产生的力也同样被可靠地吸收。

为了特别简单、牢固、快速地将压力介质容器固定至制动设备壳体而无需螺钉，在本发明的优选实施例中，该压力介质容器通过横向螺栓固定至该制动设备壳体，该横向螺栓插入穿过制动设备壳体中的孔口并且穿过这两个紧固接片中的紧固孔并在至少一个紧固孔处经由闩锁连接至少在轴向方向上固定。

当该闩锁连接由多个弹簧夹头实现时，可以实现对横向螺栓的特别简单且高效的防损失保护，该多个弹簧夹头围绕紧固孔布置在至少一个紧固接片上并径向地围卡横向螺栓的末端增厚部。

为了增加碰撞安全性，本发明提出，该紧固接片以如下方式构造出预定断裂点，即，其在限定的断裂负载下在至少一个点处断裂，其中，针对紧固接片的结构设计的断裂负载被选择为大于在压力下填充该压力介质容器时作用于该紧固接片的拉力且同时小于由于从内部和/或外部作用于该容器壳体的加速力而使该容器壳体失去完整性所必需的最小可能力。因此，在容器壳体中出现泄漏之前，容器壳体可以在受控条件下和限定负载下从制动设备上拆下。

为了特别简单且可靠地将预定断裂点从待保护的容器壳体转移至紧固接片(从安全的角度来说该紧固接片不那么重要)，在本发明的发展中，这些紧固接片沿行驶方向相对于该压力介质容器的重心偏移地布置。因此，可以通过杠杆效应和扭矩效应来增强紧固接片的限定部分上的负载。

为了在困难操作(Büffelvorgang)期间有可靠且均匀的力吸收，在本发明的一个实施例中，该压力介质容器具有至少一个第二管接头，该至少一个第二管接头平行于该第一管接头定向并在竖直方向上与该第一管接头间隔开，并且这些紧固接片在该竖直方向上布置在处于该第一管接头与该第二管接头之间的区域中。

在本发明的另一个发展中，液压密封膜布置在该容器壳体中，所述膜至少部分地贴附在该容器壳体的外壁上，特别地几乎完全内衬于该容器壳体。因此，即使容器壳体受损，也可以防止压力介质不受控制地逸出。

在一种制动设备中可以特别高效地采用本发明，该制动设备可经由电动驱动单元操纵并包括电子控制单元，其中，该驱动单元和该控制单元以相对置地紧固至制动设备壳体上的方式布置。

为了确保紧急制动或在脱离常规制动操作的后备水平上特别容易制动，该制动设备可由驾驶员经由操纵构件机械操纵，该操纵构件布置在该制动设备壳体的后侧上。

附图说明

本发明的另外的特征和优势将从以下描述中变得显而易见。在附图中：

图1以横向于行驶方向的视图示出了对安装于车辆中的根据本发明的制动设备的实施例的高度简化描绘(未按比例)。

图2以平面视图示出了对根据图1的制动设备的高度简化描绘(未按比例)。

图3示出了横向螺栓的闩锁连接的详细视图。

图4示出了根据本发明的制动设备的实施例的三维视图。

图5示出了根据图4的压力介质容器的三维视图。

具体实施方式

图1

图1示出了根据本发明的制动设备1的实施例的高度简化视图(未按比例)。如所已知的，隔板27将车辆中的发动机舱25与乘客舱26隔开。制动设备1安装于发动机舱25中，其中该制动设备的基本上长方体的制动设备壳体2的后侧4在车辆的隔板27上。隔板27大体上正交于车辆的行驶方向Rf或与该行驶方向成微小角度定向。因此，在安装于车辆中之后，制动设备壳体2的前侧3(与后侧4相反并平行)同样保持正交于行驶方向Rf或与该行驶方向成微小角度定向。

制动设备1由驾驶员通过操纵构件19机械操纵，该操纵构件联接至踏板20并接合在制动设备壳体2的后侧4中。取决于将操纵构件19的铰接的实施方式，操纵构件沿着操纵方向Rb运行或绕该操纵方向非常轻微地摆动。因此，操纵方向Rb基本上轴向地平行于行驶方向Rf或与该行驶方向成非常的锐角W定向，其中，角度W通常处于小于10°的范围内。

在实践中，这种制动设备壳体2可以在内部包含多个液压回路以及压力生成和控制部件(这些回路和部件未在这里明确描绘)，并且因此往往被称为液压块。

除了纯机械操纵之外，制动设备1还可以经由电动驱动单元18操纵，该电动驱动单元驱动例如制动设备壳体2内部的液压泵(这里未明确示出)。制动设备1可以经由电子控制单元16控制。驱动单元18和电子控制单元16附接至制动设备壳体2的相反两侧，并且驱动单元18的驱动轴线A横向于操纵方向Rb定向。

由于挡风玻璃28的平坦倾斜角度，安装制动设备1的地方上方存在明显的悬板29。

压力介质容器5安装于制动设备壳体2的前侧3上。压力介质容器5具有容器壳体8，该容器壳体中形成有填充有液压压力介质的一个或多个腔室24。在竖直方向上间隔开的两个相互平行的管接头6、6’形成于容器壳体8上。管接头6、6’用于为制动设备壳体2内的液压部件(这里未明确示出)馈送来自压力介质容器5的压力介质。

类似于操纵方向Rb，管接头6、6’轴向地平行于行驶方向Rf或与该行驶方向成微小锐角W定向地插入到制动设备壳体2的前侧3中的相应容纳座7、7’中并通过密封元件17、17’密封隔离在其中。压力介质容器5还具有截止阀(这里未明确示出)，当管接头6、6’远离容纳座7、7’定位时，这些截止阀强行关断管接头6、6’内的连接管道。

在竖直方向上，在处于两个管接头6与6’之间的区域中，两个紧固接片9、9’横向于行驶方向Rf以限定的间距附接至容器壳体8，所述紧固接片9、9’用于将压力介质容器固定至制动设备壳体2。

填充有压力介质的压力介质容器5在操作状态下具有限定的重心M。紧固接片9、9’被设计成使得其与容器壳体8的附接点被布置成在行驶方向Rf上与此重心相距一定距离。

在容器壳体8的所示实施例中，容器壳体内衬有膜21，该膜支承在容器壳体8的外壁22上。膜21用于防止压力介质在外壁22例如因裂缝受损时逸出。

图2

图2以平面视图示出了根据图1的制动设备的实施例，其中具有几处切口，以便阐明压力介质容器5在制动设备壳体2上的安装和固定。

压力介质容器5由塑料制成(例如，通过注射成型工艺)，并且可以一件式生产或者由几个零件焊接成或以粘合方式粘结而成。为了最佳地利用可用空间，容器壳体8是大致L形的。因此，重心M相对于操纵轴线Rb在横向方向上有所偏移。

在行驶方向Rf上延伸的两个紧固接片9、9’围绕制动设备壳体2的两侧接合。每个紧固接片9、9’通过其容器侧端部连接至容器壳体8，例如，一体地形成于容器壳体上、以粘合方式粘结至容器壳体、焊接至容器壳体或拧紧至容器壳体。每个紧固接片9、9’在其面向制动设备壳体2的一端处具有紧固孔10、10’。多个弹簧夹头14围绕紧固孔10一体地形成。

横向螺栓11用于将压力介质容器5固定至制动设备壳体2。横向螺栓11基本上采用销的形式并且在一端具有增厚部15。当压力介质容器5安装好时，横向螺栓11通过制动设备壳体2中的通孔以及两个紧固孔10插入。一侧的增厚部15被引入弹簧夹头14之间并闩锁在这些弹簧夹头中。因此，横向螺栓轴向地固定以防脱落并且同时将压力介质容器5固定在制动设备壳体2上。图3用于使用另一实施例的示例阐明上文概述的事务的状态。

在碰撞的情况下，强加速力Ff、Fq作用于压力介质容器5的重心M。这种加速力可以由压力介质容器5连同附加零件和压力介质本身的质量以及作用于压力介质容器5的外部物体两者引起。特别是在正面撞击或侧面撞击的情况下，相应的加速力Ff、Fq可能会非常高，以至于容器壳体8坍塌。在这种情况下，压力介质的损失将是不可避免的。

为了防止这一点，在这种情况下可能明智的是，确保在作用于容器壳体的加速力达到容器壳体8的完整性不再维持的值之前将容器壳体8与制动设备壳体2完全分离。当设计压力介质容器时，可以从结构上确定加速力的这种极限值的大小，并且该大小取决于压力容器5的对应设计。为此目的，两个紧固接片9、9’有意地采用组合的制动设备壳体和压力介质容器的预定断裂点的形式。紧固接片9、9’被设计成使得在限定的断裂负载下，紧固接片在不对容器壳体8的外壁22造成任何损坏的部分中撕裂。这在结构上实现(例如，由于对材料厚度或与容器壳体8的连接点的精心设计或者至少单独的凹口23)。

同时，紧固接片9、9’不应被设计得太弱，以便操作负载无法损坏它们。在车辆制造商处初始填充期间，压力介质容器5经历最高操作负载。初始填充通常在压力下或在负压下进行。在这种情况下，制动系统中产生负压，并且压力介质经由容器吸入制动系统中。该过程中在管接头6、6’内的相对狭窄的连接管道中出现相对高的动压，所述动压以拉力Fz作用于每个紧固接片9、9’。对于每个压力介质容器设计，可以通过计算和测试来计算或确定此拉力Fz。

因此，导致紧固接片9、9’撕裂的断裂负载始终需要大于在压力下填充期间起作用的最大力Fz乘以限定的安全系数。建议提供的安全系数为至少50％。

图3

图3示出了制动设备1的另一个实施例的详细视图并用于阐明横向螺栓11的上述闩锁过程。描绘显示，四个弹簧夹头14围绕横向螺栓11的圆周有规律地分布，并且该横向螺栓的一端处有半球形增厚部15。当横向螺栓被引入所提供的开口中时，弹簧夹头14最初通过增厚部15向外有弹性地径向展开并且然后随后迅速弹回并因此在轴向方向上以力配合和形状配合的方式固持增厚部。

图4

图4示出了根据图3的制动设备的实施例的三维视图，其中制动设备壳体2呈液压块的形式。清楚地显而易见的是，压力介质容器5在前方附接至制动设备壳体2，从而与操纵构件19相反，驱动单元18和电子控制单元16彼此侧向相反地布置在同一制动设备壳体2上。

图5

图5以另一个三维视图单独地展示了根据图4的压力介质容器5。两个管接头6和6’是显而易见的，这些管接头被形成为在竖直方向和水平方向上彼此间隔开并且各自具有不同的直径。密封元件17布置在第一管接头6上。管接头6’上未展示此密封元件。在两个紧固接片9、9’之间，容器壳体8具有平面表面部分，该平面表面部分平面平行于长方体制动设备壳体2的同样大体上平面的前侧。

附图标记列表：

1 制动设备

2 制动设备壳体

3 前侧

4 后侧

5 压力介质容器

6 管接头

7 容纳座

8 容器壳体

9 紧固接片

10 紧固孔

11 横向螺栓

12 孔口

13 闩锁连接

14 弹簧夹头

15 增厚部

16 控制单元

17 密封元件

18 驱动单元

19 操纵构件

20 踏板

21 膜

22 外壁

23 凹口

24 腔室

25 发动机舱

26 乘客舱

27 隔板

28 挡风玻璃

29 悬板

A 驱动轴线

M 重心

Ff 行驶方向上的加速力

Fq 横向方向上的加速力

Fz 拉力

Rb 操纵方向

Rf 行驶方向

W 角度

Claims (11)

1.一种用于机动车辆液压制动系统的制动设备(1)，该制动设备包括至少一个制动设备壳体(2)，该至少一个制动设备壳体在安装于车辆中之后具有基本上沿行驶方向(Rf)定向的前侧(3)和与该行驶方向相反地定向的后侧(4)，并且该制动设备还包括至少一个压力介质容器(5)，该至少一个压力介质容器布置在制动设备壳体(2)上并具有容器壳体(8)，其特征在于，该压力介质容器(5)具有用于为该制动设备(1)供应液压压力介质的至少一个第一管接头(6)，该至少一个第一管接头基本上平行于行驶方向(Rf)或与该行驶方向成锐角(W)定向并插入形成于制动设备壳体(2)中的容纳座(7)中。

2.根据权利要求1所述的制动设备(1)，其特征在于，该压力介质容器(5)基本上布置并紧固在制动设备壳体(2)的前侧(3)上。

3.根据权利要求2所述的制动设备(1)，其特征在于，压力介质容器(2)具有用于紧固至制动设备壳体(2)的至少两个紧固接片(9，9’)，其中，这些紧固接片(9，9’)基本上沿行驶方向(Rf)延伸并横向于该行驶方向(Rf)彼此间隔开地构造，其中，每个紧固接片(9，9’)都以第一端连接至容器壳体(8)或在该容器壳体(8)上成形并在另一端具有紧固孔(10，10’)。

4.根据权利要求3所述的制动设备(1)，其特征在于，所述紧固接片(9，9’)沿行驶方向(Rf)相对于压力介质容器(5)的重心(M)偏移地布置。

5.根据权利要求3或4所述的制动设备(1)，其特征在于，压力介质容器(5)通过横向螺栓(11)固定至制动设备壳体(2)，该横向螺栓插入穿过制动设备壳体(2)中的孔口(12)并且穿过两个紧固接片(9，9’)中的紧固孔(10，10’)并在至少一个紧固孔(10)处经由闩锁连接(13)至少在轴向方向上固定。

6.根据权利要求5所述的制动设备(1)，其特征在于，闩锁连接(13)由多个弹簧夹头(14)实现，所述弹簧夹头围绕紧固孔(10，10’)布置在至少一个紧固接片(9，9’)上并径向地围卡横向螺栓(11)的末端的增厚部(15)。

7.根据权利要求3至6中至少一项所述的制动设备(1)，其特征在于，紧固接片(9，9’)以如下方式构造出预定断裂点，即，所述紧固接片在限定的断裂负载下在至少一个点处断裂，其中，针对紧固接片(9，9’)的结构设计的断裂负载被选择为大于在压力下填充压力介质容器(5)时作用在紧固接片(9，9’)上的拉力(Fz)且同时小于由于从内部和/或外部作用于容器壳体(8)的加速力(Ff，Fq)而使该容器壳体(8)失去完整性所必需的最小可能的力。

8.根据权利要求3至7中至少一项所述的制动设备(1)，其特征在于，压力介质容器(5)具有至少一个第二管接头(6’)，所述第二管接头平行于第一管接头(6)地定向并在竖直方向上与该第一管接头间隔开地构造，所述紧固接片(9，9’)在该竖直方向上布置在第一管接头(6)与第二管接头(6’)之间的区域中。

9.根据前述权利要求中至少一项所述的制动设备(1)，其特征在于，液压密封膜(21)布置在容器壳体(8)中，所述液压密封膜(21)至少部分地贴附在容器壳体(8)的外壁(22)处，特别是几乎完全内衬于该容器壳体。

10.根据前述权利要求中至少一项所述的制动设备(1)，其特征在于，制动设备(1)能由驾驶员经由操纵构件(19)机械操纵，该操纵构件布置在制动设备壳体(2)的后侧(4)上。

11.根据前述权利要求中至少一项所述的制动设备(1)，其特征在于，制动设备(1)能经由电动驱动单元(18)操纵并包括电子控制单元(16)，其中，驱动单元(18)和控制单元(16)以相对置地紧固至制动设备壳体(2)上的方式布置。

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