CN1745009A - 具有与主缸内的主活塞结成一体的减压活塞的伺服制动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种增压制动器，该增压制动器的增压器能够利用触头和反作用盘来驱动主缸的主活塞(54)，其特征在于，一种利用弹簧(70)弹性回动且包括至少两个径向分支(64)的减压活塞(62)容纳在主缸的主活塞(54)内，以提供两种依据输入力的强度而不同的增压比。
Description
本发明涉及一种用于机动车辆的增压制动器(boosted brake)。
本发明尤其涉及这样一种用于机动车辆的增压制动器，其包括用于驱动主缸的气压制动增压器，在这种类型中，该增压器(booster)包括刚性外壳，一种横向分隔件可在该刚性外壳内移动，该横向分隔件密封地限定受到第一压力的前室和受到第二压力的后室，该第二压力在第一压力与一种大于该第一压力的压力之间变化；在这种类型中，该增压器包括一种固定在可动分隔件上且具有前表面的可动活塞，该前表面可通过一种反作用盘作用于主缸的主活塞，该反作用盘容纳在一种介于可动活塞与主活塞之间的笼状物(cage)内；在这种类型中，该增压器包括一种控制杆，由于克服由回动弹簧施加给该杆的回动力而朝向前方施加的轴向输入力，该控制杆选择性地在活塞内移动；在这种类型中，该增压器包括一种柱塞，该柱塞设在活塞内的控制杆的前方且在其后端处包括三通阀的至少一个环形后座，该三通阀可在一种控制杆静止、前室和后室连通的位置与一种控制杆被驱动、后室内占主体的第二压力增大、该阀使后室与比第一压力大的压力连通的位置之间逐渐移动；在这种类型中，该增压器包括一种触头，该触头形成柱塞的前端且穿过一种从活塞中引出的孔，当控制杆位于静止位置时，该触头被设置成离反作用盘一规定的跨接距离，且当用一种强度大于第一限定强度的输入力驱动该控制杆时，该触头能够与反作用盘接触，按照这种方式把主缸的反作用力传递给柱塞和控制杆；同笼状物接触的反作用盘的面积与同反作用盘接触的触头的面积的比限定了第一限定增压比；在这种类型中，该笼状物包括至少一个可动减压壁，当用一种强度比大于第一限定强度的第二限定强度大的输入力驱动控制杆时，该可动减压壁能够移动以在该笼状物内生成一种额外空间，在该额外空间内，反作用盘的前部能够膨胀以减小通过该反作用盘的背面传递给触头的反作用力；同笼状物接触的反作用盘的面积与同反作用盘接触的触头的面积的比限定了比第一增压比大的第二增压比。
已知许多这种增压制动器的例子。
在这种增压制动器中，可动减压壁通常形成一种设备的部分，该设备与笼状物连接且介于反作用盘与主缸的主活塞之间。
这种设备通常包括一外壳，该外壳的一面与反作用盘连接，且此面被钻孔以允许圆柱形减压活塞通过，该减压活塞本身还被设置成与该反作用盘接触。利用一种容纳在外壳内部且直径同减压活塞基本相同的螺旋弹簧使该减压活塞朝向反作用盘弹性回动。当输入力的强度超过第二限定值时，减压活塞被推回外壳内，压缩螺旋弹簧，由此生成一种允许反作用盘被减压的空闲空间。
在空间需求方面，这种设计具有许多缺点。
具体的，这种设计需要采用直径同减压活塞基本相同的螺旋弹簧。因此，在不减小减压活塞的直径的情况下，不能减小螺旋弹簧的直径，结果不再具有用于在笼状物内生成足以使反作用力适当减压的减压空间的适当表面积。
相反，采用适当尺寸的减压活塞使得不能采用一种直径足够小以使外壳能够例如容纳在主缸的主活塞内的螺旋弹簧。
为克服此缺点，本发明提供这样一种增压制动器，该增压制动器包括一能生成用于反作用盘的适当减压空间的大表面积减压活塞，且允许采用小尺寸的螺旋弹簧。
为此，本发明提供一种上述类型的增压制动器，其特征在于，主缸的主活塞被设置成与反作用盘接触，以及其包括：
-具有背面的后段，该背面旨在设置用以与反作用盘接触，其中一引入背面内的开口容纳一具有规定横向尺寸的配合减压活塞，该减压活塞包括至少两个径向分支和形成可动减压壁的背面；
-主缸的主活塞的外径的管状前段，其中一种在开口的前端处引出的且直径小于规定横向尺寸的孔容纳一种螺旋弹簧，该螺旋弹簧容纳减压活塞的回动杆，
以提供了一种具有最大横向尺寸的减压活塞以及一种具有最小直径的螺旋弹簧，该最小直径与主缸的主活塞的直径相匹配。
-依据本发明的其它特征：在前段与后段的连接处：
·后段包括至少一个面，该面形成一种用于减压活塞的回动弹簧的轴向止动面，该面有角度地设在减压活塞的两个相继分支之间且其横向地凸入孔内；
·前段包括至少一个面，该面形成一种用于减压活塞的轴向止动面，该面被设置成与减压活塞的两个分支的至少一个轴向连续且其凸入开口内，
-减压活塞的每个分支的前端包括至少一个用于螺旋弹簧的支承面，该支承面依据管状前段的直径设置，
-减压活塞的每个分支的前端包括至少一个旨在与前段的轴向止动面相互作用的轴向止动面，
-减压活塞的回动杆的直径基本对应于螺旋弹簧的内径，
-主缸的主活塞包括装配在螺旋弹簧与减压活塞的支承面之间的支承垫圈，该垫圈具有与前段的孔的直径相对应的外径并具有与减压活塞的回动杆的直径相对应的内径，
-主缸的主活塞包括：
·前部，其包括前段的一部分；
·后部，其内包括该前段的另一部分和后段。
-后部紧固地装配在前部的后端孔内，
-前部在允许调节螺旋弹簧的预加负载的可变轴向位置上压接到前部的后端孔内，
-减压活塞包括角度按规则方式分布的三个径向分支，
-减压活塞包括两个相对的分支，该分支径向延伸至后段的背面的周缘。
阅读以下详细说明并参照附图理解该详细说明，本发明的其它特征和优点将变得明显，其中：
-图1是一种依据现有技术的增压制动器的轴向剖面的示图；
-图2是一种依据本发明制造的增压制动器的轴向剖面的示图；
-图3A是一种依据本发明的增压制动器的增压器形成部分的详细剖视图，表示用一种强度小于第一限定强度的力来驱动控制杆的状态；
-图3B是一种依据本发明的增压制动器的增压器形成部分的详细剖视图，表示用一种强度大于第一限定强度但小于第二限定强度的力来驱动控制杆的状态；
-图3C是一种依据本发明的增压制动器的增压器形成部分的详视图，表示用一种强度大于第二限定强度的力来驱动控制杆的状态；
-图4是依据所述后部的第一实施例的主缸主活塞的组装透视图；
-图5A是依据所述后部的第一实施例的主缸主活塞的后部正面的分解透视图；
-图5B是依据所述后部的第一实施例的主缸主活塞的后部背面的分解透视图；
-图6A是依据所述后部的第二实施例的主缸主活塞的后部正面的分解透视图；
-图6B是依据所述后部的第二实施例的主缸主活塞的后部背面的分解透视图。
在以下说明中，相同参考数字指示相同或者具有类似功能的部件。
按照惯例，术语“前”、“后”、“上”和“下”分别指示朝向图的左方、右方、顶部或底部的点或者位置。
图1表示用于机动车辆的整个增压制动器10。
按照已知方式，增压制动器10包括用于驱动主缸14的气压制动增压器12。
增压器12具有刚性外壳16，横向分隔件18可在该刚性外壳16内移动，该横向分隔件18可密封地界定受到第一压力“P1”的前室20和受到第二压力“P2”的后室22，该第二压力“P2”在第一压力“P1”与大于该第一压力“P1”的压力“Pa”之间变化。
按照已知方式，增压器12包括一固定在可动分隔件18上且具有前表面26的可动活塞24，该前表面26可通过一种反作用盘28作用于主缸14的主活塞。反作用盘28容纳在一种介于可动活塞24与主活塞(未示出)之间的笼状物30内。
增压器12还包括控制杆32，由于克服由回动弹簧34施加给该杆32的回动力而朝向前方施加的轴向输入力，该控制杆32选择性地在活塞24内移动。
增压器12包括柱塞36，该柱塞36设在活塞24内的控制杆32的前方且在其后端38处包括三通阀40的至少一个环形后座，该三通阀40可在一控制杆32静止、前室20和后室22连通的位置与一控制杆32被驱动、后室22内占主体的第二压力“P2”增大、该阀40使后室22与比第一压力“P1”大的压力“Pa”连通的位置之间逐渐地移动。
增压器12包括触头42，该触头42设在柱塞36的前端处且穿过一种从活塞24中引出的孔44，当控制杆32位于静止位置时，该触头42被设置成离反作用盘28一规定的跨接距离，且当用一种强度大于第一限定强度的输入力驱动该控制杆32时，该触头42可跨越该跨接距离并与反作用盘28接触，按照这种方式把主缸14的反作用力传递给柱塞36和控制杆32。
在这种构造中，同笼状物30接触的反作用盘28的面积与同反作用盘28接触的触头42的面积的比按照已知方式限定了第一限定增压比。
这种已知设计的缺点是当用一种强度大于第一限定强度的输入力迅速驱动控制杆时，前室20与后室22之间压力平衡的延迟不允许可动活塞24充分增大驾驶员的制动力，此外必须克服主缸14通过反作用盘28施加给杆32的反作用力。
为克服此缺点，已提供了这样一种上述类型的增压制动器10(未示出)，其中，笼状物30包括至少一个可动减压壁，当用一种强度比大于第一限定强度的第二限定强度大的输入力驱动控制杆32时，该可动减压壁能够移动以在该笼状物30内生成一种额外空间，在该额外空间内，反作用盘28的前部可相对于触头42膨胀。
这样，反作用盘28的后部能够局部降低触头42的压力水平，使得可以减小通过该反作用盘的背面传递给该触头42的反作用力。
此外，在这种构造中，由于同反作用盘接触的触头42的面积小，所限定的增压比增大。因此，该第二增压比大于第一增压比。
在这种增压制动器中，可动减压壁通常形成一种减压设备的部分，该减压设备与笼状物连接且介于反作用盘与主缸的主活塞之间。
这种增压制动器(未示出)通常包括一外壳，该外壳固定到一与主缸的主活塞连接的驱动杆上，该外壳的一面与反作用盘连接且被钻孔以允许圆柱形减压活塞通过，该减压活塞本身还被设置成与该反作用盘接触。利用一种容纳在外壳内部且直径同减压活塞基本相同的螺旋弹簧使该减压活塞朝向反作用盘弹性回动。当输入力的强度超过第二限定值时，减压活塞被推回外壳内，压缩螺旋弹簧，由此生成一种允许反作用盘被减压的空闲空间。
在空间需求方面，这种设计具有许多缺点。
具体的，这种设计需要采用直径同减压活塞基本相同的螺旋弹簧。因此，在不减小减压活塞的直径的情况下，不能减小螺旋弹簧的直径，结果不再具有用于在笼状物内生成足以使反作用力适当减压的减压空间的适当表面积。
相反，采用适当尺寸的减压活塞使得不能采用一种直径足够小以使外壳能够例如与主缸的主活塞结成一体的螺旋弹簧。
为克服此缺点，如图2和随后图所示，本发明提供了一种包括小型减压设备的上述类型增压制动器10。
按照已知方式，增压制动器10提供有一种形成在活塞24内的笼状物30，当用一种强度比大于第一限定强度的第二限定强度大的输入力驱动控制杆32时，该笼状物的至少一个可动减压壁46能够移动以在该笼状物内生成一种额外空间，反作用盘28的前部48可在该额外空间内膨胀以减小通过该反作用盘28的背面50传递给触头42的反作用力。
更具体的，依据本发明且如图2和随后的图所示，主缸14的主活塞54被设置成与反作用盘28接触。如图3A至4所示，主活塞54包括一种具有背面58的后段56，该背面58旨在设置用以与反作用盘28接触，其中一种引入背面58内的开口60容纳一种具有规定横向尺寸“E”的配合减压活塞62，该减压活塞62包括至少两个径向分支64和形成可动减压壁46的背面。
图3A至5B表示活塞62的第一实施例，该活塞62包括两个径向相对的径向分支64，该径向分支64径向延伸至后段56的背面58的周缘，图6A和6B表示本发明的第二实施例，其包括角度按规则方式分布的三个径向分支64。
应理解的是，这些布置决不是限定本发明，而是活塞62可包括更多数量的分支64，例如4，5或6个径向分支64。
如图3A至4所示，主缸14的主活塞54还包括一种主缸14的主活塞54的外径的管状前段66，其中一种在开口60的前端处引出且直径“D”小于规定横向尺寸“E”的孔68容纳一种螺旋弹簧70，该螺旋弹簧70容纳减压活塞62的回动杆72。优选的，减压活塞的回动杆72的直径基本对应于螺旋弹簧70的内径。
这样，增压制动器10提供了一种具有最大横向尺寸“E”的减压活塞62以及一种具有最小直径的螺旋弹簧70，该最小直径与主缸14的主活塞54的直径相匹配。
应理解的是，前段66和后段56分别与孔68和开口60相关，它们没有必要机械独立。因此，在本发明的优选实施例中，主活塞54包括管状前部67且容纳后部57，该管状前部67包括前段66的一部分，该后部57内包括前段66的另一部分、孔68的另一部分以及后段56。
更具体的，如图5A和6A所示，在前段66与后段56的连接处，该后段56包括至少一个面74，该面74形成一种用于减压活塞62的回动弹簧70的轴向止动面。
设在开口60端部的面74成角度地设在减压活塞62的两个相继分支64之间，且其横向凸入孔68内。因此，与如图3A至5B所示的具有两个分支64的活塞62相关的后部57包括对应于活塞62的两个分支64、分布在开口60的两个分支之间的两个面74，而与如图6A和6B所示的具有三个分支64的活塞62相关的后部57包括对应于活塞62的三个分支64、分布在开口60的三个分支之间的三个面74。
此外，如图3A至4，5B和6B所示，在后部57内以及前部67和后部57的连接处，前段66包括至少一个面76，该面76形成一种用于减压活塞62的轴向止动面。面76被设置成与减压活塞62的两个分支的至少一个轴向连续，且其凸入开口60内。因此，每个后部57所包括的止动面76的数量与活塞62所包括的分支64的数量相同。
如图5A和6A所示，为允许活塞回动同时夹持形状简单且轴向紧凑的活塞62，减压活塞62的每个分支64的前端包括至少一个用于螺旋弹簧70的支承面78，该支承面依据管状前段66的直径设置。
在参照本发明第一和第二实施例所述的构造中，面78分布在活塞62的所有分支64上。图5A的活塞62包括一种呈环状凸肩面形状的面78，图6A的活塞62包括三个面78。
弹簧70可直接对面78施力，但主活塞54优选包括一种装配在螺旋弹簧70与减压活塞62的支承面78之间的支承垫圈79。此垫圈79具有与前段66的孔68的直径相对应的外径，且其具有与减压活塞62的回动杆72的直径相对应的内径。
因此，当活塞62位于如图3A，3B和4所示的其后方位置时，弹簧70在同一平面内向活塞的面78和后段56的面74施力，这使其可以受益于轴向特别紧凑的后部57。
这样，可动壁46能够如图3A至3C所示的那样移动。
在图3A所示的初始位置，零输入力或者强度小于第一限定强度的力施加给控制杆32。在这种构造中，触头42不作用于反作用盘28，其被设置成离后者一跨接距离“d”。
在图3B所示的中间位置，一强度大于第一限定强度但小于第二限定强度的输入力施加给控制杆32。在这种构造中，反作用盘28变形并随后封闭使其与触头42分离的跨接距离“d”，以依据第一限定增压比把输送力传递给主活塞54。在这种构造中，由于输入力小于弹簧70的预加负载，减压活塞62不受到作用并保持在段56的背面58的平面内。反作用盘28把主缸的整个反作用力都传递给触头42。
在图3C表示的减压位置，一种强度大于第二限定强度的输入力施加给控制杆32。在这种构造中，触头42克服弹簧70的对抗力作用于反作用盘28，减压活塞62推入开口60内，局部压缩与该触头42接触的反作用盘28。因此，输入力依据比第一限定增压比大的第二限定增压比传递给主活塞54。反作用盘28几乎不再传递主缸14的反作用力的很小部分给触头42。
有利的，如图5A和6A所示，减压活塞62的每个分支64的前端还包括至少一个旨在与前段66的轴向止动面76相互作用的轴向止动面80。
在第一和第二实施例中，前部67如图4所示例如通过螺纹连接或者压接装配在后部57的圆筒状前端支承面82上。在允许调节螺旋弹簧70的预加负载的可变轴向位置执行这种组装。例如，一种环状键件(key)84可介于前部67与后部57之间，以改变该前部67和后部57的相对轴向位置。
作为一种可供选择方式(未示出)，前部67可紧固地装配在后部57的前端孔内。在这种情况中，弹簧70的预加负载由装配深度限定，该装配深度受到容纳在所述孔底端处的键件的限制。
因此，本发明使得可以受益于与主缸14的主活塞54结成一体的可动减压壁46，这使其尤其便于组装这样一种增压制动器10，该增压制动器10包括设有这种可动壁46的主缸14。
Claims (11)
1.一种用于机动车辆的增压制动器(10)，所述增压制动器(10)包括用于驱动主缸(14)的气压制动增压器(12)，
在这种类型中，所述增压器(12)包括刚性外壳(16)，一横向分隔件(18)可在所述刚性外壳(16)内移动，所述横向分隔件(18)密封地限定受到第一压力(P1)的前室(20)和受到第二压力(P2)的后室(22)，所述第二压力(P2)在所述第一压力(P1)与一大于所述第一压力(P1)的压力(Pa)之间变化；
在这种类型中，所述增压器(12)包括一固定在所述可动分隔件(18)上且具有前表面(26)的可动活塞(24)，所述前表面(26)可通过一反作用盘(28)作用于所述主缸(14)的主活塞(54)上，所述反作用盘(28)容纳在一介于所述可动活塞(24)与所述主活塞(54)之间的笼状物(30)内；
在这种类型中，所述增压器(12)包括一控制杆(32)，由于克服由回动弹簧(34)施加给所述杆(32)的回动力而朝向前方施加的轴向输入力，所述控制杆(32)选择性地在所述活塞(24)内移动；
在这种类型中，所述增压器(12)包括一柱塞(36)，所述柱塞(36)设在所述活塞内(24)的所述控制杆(32)的前方且在其后端(38)处包括三通阀(40)的至少一个环形后座，所述三通阀(40)可在一所述控制杆(32)静止、所述前室(20)和所述后室(22)连通的位置与一所述控制杆(32)被驱动、所述后室(22)内占主体的所述第二压力(P2)增大、所述阀(40)使所述后室(22)与比所述第一压力(P1)大的所述压力(Pa)连通的位置之间逐渐地移动；
在这种类型中，所述增压器(12)包括一触头(42)，所述触头(42)形成所述柱塞(36)的前端且穿过一从所述活塞(24)引出的孔(44)，当所述控制杆(32)位于静止位置时，所述触头(42)被设置成离所述反作用盘(28)一规定的跨接距离(d)处，且当用一强度大于第一限定强度的输入力驱动所述控制杆(32)时，所述触头(42)能够与所述反作用盘(28)接触，以把所述主缸(14)的所述反作用力传递给所述柱塞(36)和所述控制杆(32)，与所述笼状物(30)接触的所述反作用盘(28)的面积和与所述反作用盘(28)接触的所述触头(42)的面积的比限定了第一限定增压比；
在这种类型中，所述笼状物(30)包括至少一个可动减压壁(46)，当用一强度比大于所述第一限定强度的第二限定强度大的输入力驱动所述控制杆(32)时，所述可动减压壁(46)能够移动以在所述笼状物(30)内生成一额外空间，在所述额外空间内，所述反作用盘(28)的前部(48)能够膨胀以减小通过所述反作用盘(28)的背面(50)传递给所述触头(42)的反作用力，与所述笼状物(30)接触的所述反作用盘(28)的面积和与所述反作用盘(28)接触的所述触头(42)的面积的比限定了比所述第一增压比大的第二增压比，
其特征在于，所述主缸的所述主活塞(54)被设置成与所述反作用盘(28)接触，以及其包括：
-具有背面(58)的后段(56)，所述背面(58)设置成与所述反作用盘(28)接触，其中一引入所述背面(58)内的开口(60)容纳一具有规定横向尺寸(E)的配合减压活塞(62)，所述减压活塞(62)包括至少两个径向分支(64)和形成所述可动减压壁(46)的背面；
-所述主缸(14)的所述主活塞(54)的外径的管状前段(66)，其中一在所述开口(60)的前端处引出的且直径(D)小于所述规定横向尺寸(E)的孔(68)容纳一螺旋弹簧(70)，所述螺旋弹簧(70)容纳所述减压活塞(62)的回动杆(72)，
以提供一具有最大横向尺寸(E)的减压活塞(62)以及一具有最小直径(D)的螺旋弹簧(70)，所述最小直径(D)与所述主缸(14)的所述主活塞(54)的直径相匹配。
2.根据权利要求1所述的增压制动器(10)，其特征在于，在所述前段(66)与所述后段(56)的连接处：
-所述后段(56)包括至少一个面(74)，所述面(74)形成一用于所述减压活塞(62)的所述回动弹簧(70)的轴向止动面，所述面(74)成角度地设在所述减压活塞(62)的两个相继分支(64)之间且其横向地凸入所述孔(68)内；
-所述前段(66)包括至少一个面(76)，所述面(76)形成一用于所述减压活塞(62)的轴向止动面，所述面(76)被设置成与所述减压活塞(62)的两个分支(64)中的至少一个轴向连续且其凸入所述开口(60)内。
3.根据权利要求2所述的增压制动器(10)，其特征在于，所述减压活塞(62)的每个分支(64)的前端包括至少一个用于所述螺旋弹簧(70)的支承面(78)，所述支承面依据所述管状前段(66)的直径设置。
4.根据权利要求2或3所述的增压制动器(10)，其特征在于，所述减压活塞(62)的每个分支(64)的前端包括至少一个用于与所述前段(66)的所述轴向止动面(76)相互作用的轴向止动面(80)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的增压制动器(10)，其特征在于，所述减压活塞(62)的所述回动杆(72)的直径基本对应于所述螺旋弹簧(70)的内径。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的增压制动器(10)，其特征在于，所述主缸的所述主活塞(54)包括一装配在所述螺旋弹簧(70)与所述减压活塞(62)的所述支承面(78)之间的支承垫圈(79)，所述垫圈(79)具有与所述前段(66)的所述孔(68)的直径相对应的外径，并具有与所述减压活塞(62)的所述回动杆(72)的直径相对应的内径。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的增压制动器(10)，其特征在于，所述主缸的所述主活塞(54)包括：
-前部(67)，其包括所述前段(66)的一部分；
-后部(57)，其内包括所述前段(66)的另一部分和所述后段(56)。
8.根据前述权利要求所述的增压制动器(10)，其特征在于，所述后部(57)紧固地装配在所述前部(67)的后端孔内。
9.根据权利要求7所述的增压制动器(10)，其特征在于，所述前部(67)在允许调节所述螺旋弹簧(70)的预加负载的可变轴向位置上压接到所述后部(57)的圆筒状前端支承面(82)上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的增压制动器(10)，其特征在于，所述减压活塞(62)包括角度按规则方式分布的三个分支(64)。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的增压制动器(10)，其特征在于，所述减压活塞(62)包括两个相对的分支(64)，所述分支(64)径向延伸至所述后段(56)的所述背面(58)的周缘。
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