CN1296240C - 弹簧储能式制动缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弹簧储能式制动缸，为了组装，一个后缸(2)设有一个储能弹簧(5)、一个后活塞(3)和一个中间凸缘(8)。随后将一个前缸(20)固定在后缸(2)上，以使后缸(2)和前缸(20)经由一个穿过中间凸缘(8)的移动杆(11)相互接触，在前缸(20)中可移动地设置一个前活塞(22)连同一个用于制动装置的一个制动元件的操纵杆。由此前活塞(22)可通过后活塞(3)移动。

Description

弹簧储能式制动缸

技术领域

本发明涉及一种用于汽车制动装置的气动致动器。这样的气动致动器常常构成为弹簧储能式制动缸，具有一个后缸，其内可移动地设置一个后活塞。后活塞的一侧与后缸的内壁构成一个后充气室。其中在后活塞的另一侧设置一个储能弹簧，通过后活塞可将其压缩。后充气室在其中由一个中间凸缘密封，后者由一个邻接在后活塞上的移动杆穿过。通过后活塞可使该移动杆在中间凸缘中移动。在中间凸缘相反于后充气室的一侧设置一个前充气室，其由一个在一个前缸中可移动的前活塞限定。在前活塞的前面设置一操纵杆，用于汽车的制动装置的一个制动元件。其中后活塞和前活塞经由移动杆相互接触，而使前活塞可通过后活塞移动。

背景技术

在汽车开动时后充气室克服储能弹簧的压力充满压缩空气，从而后活塞移进后缸内。此时移动杆在中间凸缘中同样向后移动，因此前活塞由于进气通过移动杆被卸载。前活塞和操纵杆因此同样可以向后移进前缸内，因此释放制动装置的制动元件。因此汽车由一通过储能弹簧制动的状态转到一不制动的状态。通过供给前充气室以压缩空气可以使前活塞在前缸内移动，借此经由操纵杆可推动制动装置的制动元件。因此可选择地实现汽车的制动。在汽车的压缩空气供给中断时后充气室内的压缩空气压力降低。储能弹簧接着将后活塞压回到初始位置，此时移动杆推动前活塞。前活塞再次推动操纵杆而其操纵制动装置的制动元件。

通过上述的构成实现汽车运行的停止。

现有技术中已知的气动致动器构造是复杂的并且只能耗费很大地制造。此外，常常产生紧密性问题，而且当采用的活塞具有一挠性的膜片时尤其如此。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种改进的气动致动器，其可以简便地制造。

根据本发明，提出一种用于汽车制动装置的气动致动器，具有下列特点：一个后缸，其内可移动地设置一个后活塞；后活塞的一侧和后缸的内壁构成一个后充气室；在后活塞的另一侧设置一个储能弹簧；一个前缸，其内可移动地设置一个前活塞，该前活塞包括一个挠性的膜片；前活塞的一个后面和前缸的内壁构成一个前充气室；在前活塞的一个前面上设置一个用于制动装置的制动元件的操纵杆；后活塞和前活塞经由一个移动杆相互接触，使得前活塞可通过后活塞移动；在前缸与后缸之间的区域内设置一个中间凸缘，移动杆穿过该中间凸缘；其特征在于，具有下列特点：中间凸缘或只在后缸的内部或在前缸的内部容纳在一个扩大的凹槽区域中；前缸和后缸形锁合地相互连接，其中，挠性的膜片的外膜片边缘在一侧贴靠在中间凸缘上而在另一侧贴靠在前缸和后缸的连接处。

根据本发明，还提出一种汽车制动装置的气动致动器的组装方法，包括下列步骤：a)提供一个后缸，b)将一个储能弹簧装入后缸内；c)将一个后活塞装入后缸内，d)将一个中间凸缘装入后缸内，e)将一个前缸固定在后缸上，在前缸中可移动地设置一个包括一个挠性的膜片的前活塞连同一个用于制动装置的一个制动元件的操纵杆，同时包围所述挠性的膜片的边缘，使得后缸和前缸经由一个穿过中间凸缘的移动杆相互接触，其中，前活塞可通过后活塞移动，其中在步骤a)至d)以后进行步骤e)。

根据本发明，还提出一种汽车制动装置的气动致动器的组装方法，包括下列步骤：a)提供一个后缸，b)将一个储能弹簧装入后缸内，c)将一个后活塞装入后缸内，d)提供一个前缸，其内可移动地设置一个包括一个挠性的膜片的前活塞连同一个用于制动装置的一个制动元件的操纵杆，e)将一个中间凸缘装入前缸内，f)将前缸固定在后缸上，同时包围所述挠性的膜片的边缘，使得后缸和前缸经由一个穿过中间凸缘的移动杆相互接触，其中，前活塞可通过后活塞移动，其中在步骤a)至d)以后进行步骤f)。

按照基于本发明的一个构想，中间凸缘容纳于后缸的内部或前缸的内部。其中前缸固定在后缸上。不同于现有技术中已知的气动致动器，由该构造得到很大的优点。其一，本发明的致动器可以构成叠组式的，例如在一工序中构成后缸与其中设置的构件而在另一工序中构成前缸与相应的构件。然后为了最终组装只还需要将中间凸缘装入后缸或前缸内，在其上建立后缸与前缸之间的连接。

可以通过形锁合连接例如经由螺纹连接或经由通过成形法制成的连接达到后缸与前缸之间的可靠的连接。在这方面特别建议，前缸的一壁和后缸的一壁通过卷边的区域相互连接在一起。有利地在前缸的或后缸的壁的一个中设置一凸缘，另一缸的一区域沿其卷边。借此可以在后缸与前缸之间形成特别耐久的连接，此时可形成沿涉及的缸的壳体的整个圆周的可靠的连接。

当前活塞或后活塞具有一基本上圆盘形或圆环形的挠性膜片时，则得出本发明的一特别有利的构成，该膜片在其外膜片边缘的区域内连接于前缸或后缸的壁上。在涉及的活塞的该构成中膜片边缘安装在缸壁与中间凸缘之间。对于本发明的气动致动器可按特别简单而可靠的方式构成这样的连接。不同于在现有技术中已知的气动致动器，可以按简单的方式通过一单独的工序最后完成和密封本发明的气动致动器。通过后缸的壁和前缸的壁的连接可以按简单的方式并且特别可靠地装入一可能设置的膜片。其中达到特别好的紧密性。

按照本发明的制造方法中设定，前缸在一最后的工序中与后缸相连接，其中可以通过熔焊、螺栓、钎焊、卷边和/或使用密封圈的夹紧实现前缸在后缸上的固定。

附图说明

以下以附图借助于三个实施例更详细地说明本发明。

图1示出第一弹簧储能式制动缸的横剖面图；

图2示出第二弹簧储能式制动缸的横剖面图；以及

图3示出第三弹簧储能式制动缸的横剖面图。

具体实施方式

图1示出第一弹簧储能式制动缸1的横剖面。弹簧储能式制动缸1具有一罐状后缸2，其由薄钢板制成。后缸2内设置一后活塞3，其经由一环形密封圈4相对后缸2的内壁密封。其中后活塞3可纵向移动地设置于后缸2内。在后活塞3的后面设置一储能弹簧5，其支承于后缸2的底面区域6内。

后缸2的壁相对于底面区域6向一凹槽区域7扩大地构成。

在凹槽区域7中容纳一圆盘形中间凸缘8，其在其外面利用一O型圈9相对于凹槽区域7气密密封。中间凸缘8在其对称轴线的区域内具有一通孔10，其中引导一在后活塞3上构成的移动杆11。为了密封其中在移动杆11与通孔10之间装入一橡胶密封垫12。

在中间凸缘8中的一侧还设有一充气孔13作为中间凸缘8的外边缘中的径向钻孔。在其出口点在凹槽区域7中设置一空隙14，用以连接供气管道。经由充气孔13可以向由中间凸缘8、后缸2和后活塞3构成的充气室15供给压缩空气，从而后活塞3可以克服储能弹簧5的压力移到图1中所示的位置。

在后缸2上连接前缸20，其由薄钢板成罐状制成。前缸20具有一卷边的固定边缘21，其成凸缘式在前缸20的外面上伸出。凹槽区域7利用滚轧法弯曲成使其轴向固定固定边缘21。其中在固定边缘21与中间凸缘8之间设置一圆盘形的挠性橡胶膜片22，其限定一前充气室23。前充气室23另外还由中间凸缘8的一侧面和由伸进中间凸缘8的移动杆11的区域构成。

经由在该视图中不能看到的充气装置可以可选择地向前充气室23供给压缩空气。

在橡胶膜片22的内部设置一压力板24，该压力板具有一在第一弹簧储能式制动缸1的对称轴线的区域内延伸的操纵杆25。其中压力板24由一复位弹簧26始终压向橡胶膜片22。一在压力板24中设置的定心孔27嵌接一在橡胶膜片22中构成的定心榫舌28，从而操纵杆25的位置在压力板24和橡胶膜片22移动时保持在一符合要求的范围内。

一波纹管29从前缸20的底面中的出口30向操纵杆25的方向延伸，用于密封前缸20的内部以免从外部进入灰尘。为了第一弹簧储能式制动缸1在汽车上的固定，还有两个固定螺栓31嵌入前缸20的底面。

在第一弹簧储能式制动缸1中得到前充气室23的特别好的密封。在这方面由于通过这里存在的后缸2的构形，由中间凸缘8、固定边缘21和在固定区域内橡胶膜片22的楔形边缘横截面特别可靠而紧密地固定橡胶膜片22的外边缘。

为了操纵弹簧储能式制动缸1，按已知方式方法，通过向后充气室15或前充气室23供给压缩空气。其中经由操纵杆25实现汽车的一在该视图中未示出的制动元件的操纵。

为了组装第一弹簧储能式制动缸1如下进行。在一第一制造步骤中准备好后缸2。随后将储能弹簧5与后活塞3一起装入后缸2内。紧接着将中间凸缘8装入后缸2内，以使其进入凹槽区域7中。随后将橡胶膜片22安装到中间凸缘8上，以使其外边缘在凹槽区域7内贴紧后缸2的内壁。现在将压力板24与复位弹簧26一起安装到橡胶膜片22上，最后将前缸20在相反于复位弹簧26的压力的不变的压力下压入后缸2的凹槽区域7中，直到其靠近橡胶膜片22的外边缘。在这种状态下将凹槽区域7经由前缸20伸出的边缘卷边，从而构成图2中所示的前缸20与后缸2之间的连接。此时橡胶膜片22的边缘区域沿第一弹簧储能式制动缸1的纵向方向被压缩，从而产生一紧密的连接。

图2示出第二弹簧储能式制动缸35的横剖面。第二弹簧储能式制动缸35分为一后缸36，其由薄钢板成罐状制成，以及一前缸20′，其与容纳于其中的各构件一起基本上相当于图1中的前缸20。前缸20′的固定边缘21′比图1中的前缸20的相应的固定边缘21具有较大的直径。后缸36在这里在构成一凸缘37的情况下向一凹槽区域38扩大。在后缸36的底面上设置一储能弹簧39，其可相对一储能弹簧压力板40预紧。此外，设置一图中未示出的机械复位装置用以操纵储能弹簧压力板40，借其可将储能弹簧39压缩到图2中所示的位置。

此外，在后缸36内设置一弹性材料的储能膜片41。其中储能膜片41沿其楔形横截面的外边缘支承在凹槽区域38内的凸缘37上。储能膜片41在其内部以一定心凸起部42嵌入储能弹簧压力板40的定心孔43中。一储能膜片复位弹簧44经由一储能膜片板45将储能膜片41压紧到储能弹簧压力板40上。在储能膜片板45的中部设置一移动杆46，其沿后缸36的对称轴线的方向延伸。移动杆46在一气密构成的中间凸缘插件47的区域内导向，该中间凸缘插件47嵌入中间凸缘48的中心孔中。中间凸缘48再次装入后缸36的凹槽区域38中，此时中间凸缘48相对凸缘37夹紧储能膜片41。其中中间凸缘48与储能膜片41一起构成一后充气室49，其可经由一在中间凸缘48的边缘区域中的后充气孔和经由凹槽区域38中的后空隙51供给压缩空气。中间凸缘48在其移动杆上面与前缸20′中的橡胶膜片22一起构成前充气室23′，其可经由一在中间凸缘48中的前充气孔52和凹槽区域38中的前空隙53供给压缩空气。

第二弹簧储能式制动缸35的操作方式基本上相当于由现有技术已知的弹簧储能式制动缸。通过后充气室49的进气可以使储能弹簧39移到图2中所示的位置。通过向前缸23′供给压缩空气可使操纵杆25导致一汽车制动装置的在该视图中未示出的制动元件的运动。

为了组装第二弹簧储能式制动缸35如下进行。首先准备好后缸36，而且包括装入的储能弹簧39和储能弹簧压力板40。然后将储能膜片41装入凹槽区域38中，以使其边缘区域支承在凸缘37上。紧接着将储能膜片板45、移动杆46和中间凸缘48连同中间凸缘插件47装入凹槽区域38中。随后将前缸20′与其中包括的各构件包括橡胶膜片22在内一起装入凹槽区域38中，此时利用一图2中未示出的夹紧装置将整个的第二弹簧储能式制动缸35沿其对称轴线压合。在这种情况下固定边缘21′在橡胶膜片22、中间凸缘48和储能膜片41的夹紧下被相对凹槽区域38的凸缘37压紧。在一最后的步骤中将凹槽区域38经由固定边缘21′伸出的边缘在图2中所示的位置卷边，从而前缸20′和后缸36牢固地相互连接在一起。

图3示出第三弹簧储能式制动缸60的横剖面。第三弹簧储能式制动缸60分为一后缸61，其由薄钢板成罐状构成，以及一前缸20″，其与包括于其中的各构件一起基本上相当于图1中的前缸20。

在后缸61的底面区域内设置一储能弹簧62连同一储能弹簧压力板63。此外，一压环64嵌入后缸61中，其贴紧后缸61的内壁。从压环64的相反于后缸61的底面的一端起延伸一通过后缸61的储能膜片65。其中储能膜片65的横截面构成为楔形的边缘支承在压环64的边缘上，后者在该位置设有从内向外向后缸61的壁的方向的斜度。储能膜片65在其内面具有一定心凸起部66，其嵌入储能弹簧压力板63中的定心孔67中。

此外，在后缸61中安装一中间凸缘68，其在其面向储能膜片65的一侧面具有一向外向后缸61的壁的方向倾斜延伸的区域。该区域支承在储能膜片65的边缘区域上。中间凸缘68在中心具有一中间凸缘嵌件69，其中可移动地引导一移动杆70。移动杆70在其指向后缸61的底面的一侧具有一储能膜片板71。在储能膜片板71与中间凸缘68之间延伸一储能膜片复位弹簧72。其中在储能膜片65与中间凸缘68之间构成一后充气室73，其可经由在该视图未示出的充气装置供给压缩空气。

在相反于后充气室的一侧在中间凸缘68中在位于后缸61的内壁附近的区域内构成一环境的圆环形橡胶膜片凹槽74。在橡胶膜片凹槽74中嵌入一压缩的橡胶膜片22″的外边缘区域75。外边缘区域75通过前缸20″的固定边缘21″压入中间凸缘68中。其中在橡胶膜片22″与中间凸缘68之间构成前充气室23″，其可经由在该视图中未示出的充气装置供给压缩空气。在橡胶膜片22″上贴紧一前压力板24″，其与一由前缸20″伸出的操纵杆25″相连接。

第三弹簧储能式制动缸60基本上如现有技术中已知的弹簧储能式制动缸一样地操作，而且通过向后充气室73和前充气室23″供给压缩空气。其中可以通过可移动的操纵杆25″操纵一在该视图中未示出的汽车制动装置的制动元件。

为了组装第三弹簧储能式制动缸60如下进行。

在一第一制造步骤中准备好后缸61。在后缸61内接连装入储能弹簧62、压环64、储能弹簧压力板63和储能膜片65。然后装入储能膜片板71、储能膜片复位弹簧72和中间凸缘68连同中间凸缘插件69以及移动杆70，直到它们进入图3中所示的位置。此后，这样装入橡胶膜片22′，使得其外边缘区域75处于橡胶膜片凹槽74中。最后将前缸20″装入后缸61中。第三弹簧储能式制动缸60在这里利用一在该视图中未示出的夹紧装置在总体上沿其纵向方向压合，从而橡胶膜片22″以其外边缘区域75被牢固地压进橡胶膜片凹槽74中。此外，储能膜片65的外边缘区域被压缩在中间凸缘68与压环64之间。在这种状态下将后缸61的伸出的边缘绕前缸20″的固定边缘21″卷边，而使在前缸20″与后缸61之间形成牢固的连接。

在其他的图中未示出的实施例中设置前缸与后缸之间的反向配置，从而基本上将全部的构件首先装入前缸内。最后将后缸安装在前缸上，在其上实现前后缸之间的连接。其中还可以特别是通过螺纹连接、夹紧扣或夹紧涨圈实现前后缸之间的连接。按照本发明还可以设定，为了连接前缸与后缸，将它们相互电焊在一起。

                    附图标记清单

1  弹簧储能式制动缸         39  储能弹簧

2  后缸                     40  储能弹簧压力板

3  后活塞                   41  储能膜片

4  密封圈                   42  定心凸起部

5  储能弹簧                 43  定心孔

6  底面区域                 44  储能膜片复位弹簧

7  槽区域                   45  储能膜片板

8  中间凸缘                 46  移动杆

9  O型圈                    47  中间凸缘插件

10 通孔                     48  中间凸缘

11 移动杆                   49  后充气室

12 橡胶密封垫               50  后充气室

13 充气孔                   51  后空隙

14 空隙                     52  前充气室

15 后充气室                 53  前空隙

20′、20″前缸              60  第三弹簧储能式制动缸

21′、21″固定边缘          61  后缸

22″橡胶膜片                62  储能弹簧

23′、23″充气室            63  储能弹簧压力板

24″压力板                  64  压环

25″操纵杆                  65  储能膜片

26  复位弹簧                66  定心凸起部

27  定心孔                  67  定心孔

28  定心榫舌                68  中间凸缘

29  波纹管                  69  中间凸缘插件

30  出口                    70  移动杆

31  固定螺栓                71  储能膜片板

35  第二弹簧储能式制动缸    72  储能膜片复位弹簧

36  后缸                    73  后充气室

37  凸缘                    74  橡胶膜片凹槽

38  凹槽区域                75  外边缘区域

Claims (7)

1.用于汽车制动装置的气动致动器(1；35；60)，具有下列特点：

-一个后缸(2；36；61)，其内可移动地设置一个后活塞(3；41、45；65、71)；

-后活塞(3；41、45；65、71)的一侧和后缸(2；36；61)的内壁构成一个后充气室(15；49；73)；

-在后活塞(3；41、45；65、71)的另一侧设置一个储能弹簧(5；39；62)；

-一个前缸(20，20′，20″)，其内可移动地设置一个前活塞(22、24；22″、24″)，该前活塞包括一个挠性的膜片(22；22′；22″)；

-前活塞(22、24；22″、24″)的一个后面和前缸(20，20′，20″)的内壁构成一个前充气室(23，23′，23″)；

-在前活塞(22、24；22″、24″)的一个前面上设置一个用于制动装置的制动元件的操纵杆(25，25″)；

-后活塞(3；41、45；65、71)和前活塞(22、24；22″、24″)经由一个移动杆(11；46；70)相互接触，使得前活塞(22、24；22″、24″)可通过后活塞(3；41、45；65、71)移动；

-在前缸(20，20′，20″)与后缸(2；36；61)之间的区域内设置一个中间凸缘(8；48；68)，移动杆(11；46；70)穿过该中间凸缘；

其特征在于，具有下列特点：

-中间凸缘(8；48；68)或只在后缸(2；36；61)的内部或在前缸(20，20′，20″)的内部容纳在一个扩大的凹槽区域(7；38)中；

-前缸(20，20′，20″)和后缸(2；36；61)形锁合地相互连接，其中，挠性的膜片(22；22′；22″)的外膜片边缘在一侧贴靠在中间凸缘(8；48；68)上而在另一侧贴靠在前缸和后缸的连接处。

2.按照权利要求1所述的气动致动器，其特征在于，前缸(20，20′，20″)的壁和后缸(2；36；61)的壁通过一个壁的卷边区域与另一个壁的凸缘(21，21′，21″)相互连接。

3.按照上述权利要求之一项所述的气动致动器，其特征在于，前活塞(22、24；22″、24″)具有基本上圆盘形或圆环形的挠性的膜片，该膜片在其外膜片边缘(75)的区域内与前缸(20，20′，20″)的壁相连接，其中，膜片边缘(75)安装在前缸(20，20′，20″)的壁与中间凸缘(8；48；68)之间。

4.按照权利要求1所述的气动致动器，其特征在于，后活塞(41、45；65、71)具有一个基本上圆盘形或圆环形的挠性的膜片，该膜片在其外膜片边缘的区域内与后缸(36；61)的壁相连接，其中，膜片边缘安装在后缸(36；61)的壁与中间凸缘(48；68)之间。

5.汽车制动装置的气动致动器的组装方法，包括下列步骤：

a)提供一个后缸(2；36；61)，

b)将一个储能弹簧(5；39；62)装入后缸(2；36；61)内；

c)将一个后活塞(3；41、45；65、71)装入后缸(2；36；61)内，

d)将一个中间凸缘(8；48；68)装入后缸(2；36；61)内，

e)将一个前缸(20，20′，20″)固定在后缸(2；36；61)上，在前缸中可移动地设置一个包括一个挠性的膜片的前活塞(22、24；22″、24″)连同一个用于制动装置的一个制动元件的操纵杆，同时包围所述挠性的膜片(22)的边缘，使得后缸(2；36；61)和前缸(20，20′，20″)经由一个穿过中间凸缘(8；48；68)的移动杆(11；46；70)相互接触，其中，前活塞(22、24；22″、24″)可通过后活塞(3；41、45；65、71)移动，其中在步骤a)至d)以后进行步骤e)。

6.汽车制动装置的气动致动器的组装方法，包括下列步骤：

a)提供一个后缸，

b)将一个储能弹簧装入后缸内，

c)将一个后活塞装入后缸内，

d)提供一个前缸，其内可移动地设置一个包括一个挠性的膜片的前活塞连同一个用于制动装置的一个制动元件的操纵杆，

e)将一个中间凸缘装入前缸内，

f)将前缸固定在后缸上，同时包围所述挠性的膜片的边缘，使得后缸和前缸经由一个穿过中间凸缘的移动杆相互接触，其中，前活塞可通过后活塞移动，

其中在步骤a)至d)以后进行步骤f)。

7.按照权利要求5或权利要求6所述的方法，其特征在于，通过熔焊、螺栓、钎焊、卷边和/或使用密封圈的夹紧实现步骤e)中的固定。

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