CN103978967A - 具有用于自主制动的扩展部的机械液压式制动助力器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于车辆的制动助力器，包括：缸壳体，其具有用于容纳用户可操作的推杆活塞的中央孔，该推杆活塞在对其操作时在缸壳体内形成流体压力，第一流体管路与缸壳体中的轴向凹部流体连接，第二流体管路与缸壳体区域中的中央孔流体连接，第一及第二流体管路在其各自的另一端部处分别与流体储存器流体连接；第三流体管路，其将第一及第二流体管路以流体形式相互连接；可电气和／或液压和／或机械操作的第一阀，其布置在第三流体管路中；可电气和／或液压和／或机械操作的第二阀，其布置在第二流体管路中，确切说朝流体储存器看去位于第三与第二流体管路的流体连接处之后；当第二阀中断第二流体管路中的流体流时，借助第一阀可自主形成流体压力。

Description

具有用于自主制动的扩展部的机械液压式制动助力器
技术领域
本发明涉及一种尤其用于车辆或者说机动车的机械液压式制动助力器，其具有用于自主制动的扩展部。
背景技术
由文件US2012／0074769A1公开了一种用在车辆中的、具有机械阀的液压制动助力器。该文件公开了所谓的滑阀，借助该滑阀仅能够以相对复杂的方式实现流体相对于车辆的制动液-储存器的压力密封性。此外，借助那里公开的制动助力器不能独立于使用者或者说驾驶员对制动助力器的操作、即在没有驾驶员的主动参与下在车辆的制动***中或者说在制动助力器的增压室中形成所谓的自主的流体压力。
发明内容
第一方面，本发明根据权利要求1提出一种用于车辆的制动助力器，其包括：缸壳体，其具有用于容纳用户能够操作的推杆活塞的中央孔，该推杆活塞用于在操作推杆活塞时在缸壳体内部形成流体压力，其中第一流体管路与缸壳体中的轴向凹部处于流体连接中，并且其中第二流体管路与缸壳体中的中央孔处于流体连接中，其中第一及第二流体管路在其各自的另一端部处分别与流体储存器流体连接；第三流体管路，其将第一及第二流体管路以流体形式相互连接；能够电气地和／或液压地和／或机械地操作的第一阀，其布置在第三流体管路中；包括能够电气地和／或液压地和／或机械地操作的第二阀，其布置在第二流体管路中，更确切地说朝着储存器看去位于第三流体管路与第二流体管路的流体连接处之后；并且其中，当第二阀中断第二流体管路中的流体流时，能够借助第一阀自主引起流体压力形成。
第二方面，本发明根据权利要求11提出一种具有这种制动助力器的车辆、尤其是机动车。
所提出的方法的优点在于，在没有使用者或者说驾驶员的主动参与的情况下，能够通过压力源形成流体(即制动流体或者说制动液)的压力，由此在位于车辆车架上的电源失灵或者说故障时提供一种所谓的备用级(Rückfallebene)，其中该电源，更确切地说例如在与压力储存器相结合的情况下，在需要时对制动***的可控调节阀供能。通过可调节的辅助和自主的流体压力形成的结合能够实现例如力修整(kraftverblenden)、ACC(adaptive cruise control)等功能。机械液压式制动助力器仅与ABS设备的结合使用也能够作为等同的ESP***使用。当ABS泵通过止回阀与压力存储器连接时，同样能够考虑压力形成源的冗余。由此能够在压力存储器有合适的大尺寸的情况下省去另外配属于制动助力器的泵，这有助于节省安装空间和成本。
推杆活塞优选在轴向凹部的区域中具有固定在推杆活塞上的、径向的、锥形的第一扩展部，更确切地说该第一扩展部与轴向凹部的形状相对应，其中推杆活塞通过布置在轴向凹部内部的第一弹簧元件预紧，该弹簧元件一方面支撑在轴向凹部围绕通孔的内壁上，并且另一方面支撑在锥形的第一扩展部的与锥形面对置的平面上，从而在推杆活塞未***作的状态下，锥形的第一扩展部以其锥形面与对应构造的凹部一起形成对处于缸壳体中的流体的密封。
此外优选的是，在使用者已操作推杆活塞的状态下，即推杆活塞如此移位，从而使得锥形的第一扩展部从轴向凹部的对应面克服第一弹簧元件的预紧力松脱的情况下，固定在推杆活塞上的、径向的、设有锥形面的、与第一扩展部间隔开的第二扩展部以密封形式贴靠在缸壳体中对应构造的面上，其中第二流体管路由此封闭并且通过第一扩展部的移位提高了轴向凹部内部的流体压力。
缸壳体内部的另一流体管路优选通入到锥形面中，该流体管路由第一流体管路分支出，从而在操作推杆活塞时能够在锥形扩展部之前和之后的区域之间产生压力平衡。这在操作制动踏板或者说推杆活塞时辅助驾驶员。
第二弹簧元件有利地布置在第二扩展部和与其间隔开地固定在推杆活塞上的止动元件之间，其中第二弹簧元件一方面支撑在止动元件上并且另一方面支撑在锥形的第二扩展部的与锥形面对置的平面上，以便在所述推杆活塞的移位、即操作时，由于所述第二弹簧元件的预紧力而在所述第二扩展部的锥形面和所述缸壳体中的对应面之间实现相对有效的密封并且为使用者提供这样一种可行方案，即针对性地计量所述轴向凹部中的密封或者压力形成的量度。
此外优选的是，在所述推杆活塞上分别固定径向密封件而不是所述锥形的第一及第二扩展部，其中至少两个径向密封件如此相互间隔地布置，从而在未操作所述推杆活塞的状态下所述第二流体管路与所述缸壳体的中央孔处于流体连接中，并且另一径向密封件在未操作所述推杆活塞的状态下将所述轴向凹部和所述中央孔相互密封隔开。
有利的是，在使用者已操作所述推杆活塞的状态下，即在所述推杆活塞朝着所述轴向凹部移位的情况下，一方面为了形成流体压力撤除所述轴向凹部和所述中央孔之间的密封，并且所述两个相互间隔开的径向密封件如此随着所述推杆活塞移位，从而使得所述第二流体管路通往所述中央孔的流体连接中断。
所述第二弹簧元件一方面支撑在所述止动元件上并且另一方面支撑在所述缸壳体上，以便为使用者提供这样一种可行方案，即针对性地计量所述轴向凹部中的密封或者压力形成的量度。
此外优选的是，流体压力形成能够通过所述第一阀由流体储存器产生，所述流体储存器包括与止回阀连接的ABS泵和／或压力存储器。由此能够以节省成本和空间的方式省去压力形成源。
此外优选的是，在缸壳体中布置有流体管路，所述流体管路一侧通入到中央孔中并且另一侧通到缸壳体之外，以便产生中央孔中处于压力下的流体的压力平衡，并且由此在制动过程中实现辅助。
附图说明
接下来借助实施方式结合附图阐述本发明，其中：
图1示出了本发明的实施方式在未操作状态下的横截面示意图；
图2示出了本发明的实施方式在已操作状态下的横截面示意图；
图3示出了本发明的另一实施方式在已操作状态下的横截面示意图；
图4示出了本发明的该另一实施方式在未操作状态下的横截面示意图。
具体实施方式
图1示出了包括下文中更确切地说根据本发明的实施方式详细阐述的主要组件在内的制动助力器10的缸壳体20的横截面示意图。在此要注意的是，其他属于车辆或者说机动车的完整制动***的组件为了更清晰并且为了更简单地理解本发明而省去。
制动助力器包括带有中央孔30的缸壳体20，推杆活塞40穿过该中央孔伸出。如此计量中央孔30的内直径或者说推杆活塞40的外直径，即活塞40虽然被引导穿过所述孔30但是具有一定的侧向间隙，从而使得(制动)流体能够沿着活塞40与孔30之间流动，如现有技术中公开的那样。
流体储备位于储存器50中，该储存器通过流体管路(第二流体管路)60与中央孔30处于流体连接中。在流体管路60中布置有第一阀120，该第一阀的功能将在下文进一步阐述。
根据图1所示的实施方式的中央孔30在缸壳体20内部在其中一个区段中扩展成轴向凹部80并且通过(第一)流体管道90与还要在下文中进一步阐述的压力-／容积源100处于流体连接中。
第一流体管路90和第二流体管路60通过第三流体管路110相互处于流体连接中，其中第二阀70布置在第三流体管路110中，该第三流体管路的功能还将在下文中进一步阐述。
在图1中，在推杆活塞40上固定有两个圆锥形的扩展部130、140，其中圆锥形的扩展部130布置在轴向凹部80中并且圆锥形的扩展部140布置在缸壳体20之外。与圆锥形的扩展部130、140或者说其圆锥面131，141分别形状匹配地对应构造有轴向凹部80中的面135或者说缸壳体20的端侧150上的面145。
布置在轴向凹部80中的第一弹簧元件160将预紧力施加到圆锥形的扩展部130上并且由此施加到推杆活塞40上，其方式为弹簧元件160一方面支撑在轴向凹部的面81上并且另一方面支撑在圆锥形的扩展部130的平面132上。
第二弹簧元件170同样在圆锥形扩展部140或者说平面142和止动元件180之间施加预紧力，该止动元件同样固定在推杆活塞40上。
图1示出处于未操作状态下、即驾驶员未操作耦接到推杆活塞40上的制动踏板(此处未示出)时的制动助力器10。也就是说，圆锥形的扩展部130或者说圆锥面131以密封形式贴靠在面135上，并且圆锥形的扩展部140不以其锥面141贴靠在面145上，从而使得流体管路60与中央孔30处于流体连接中。
如果如图2所表明的那样，现在将力(通过图2中的箭头190表示)施加到推杆活塞40上，那么流体管路60会通过锥面141封闭，并且锥形的扩展部130借助推杆活塞40在图2的示图中朝左移位并且由此压缩位于轴向凹部80中的流体，也就是将压力施加到流体上，其中通过流体管路26能够实现位于锥形的扩展部130之前和之后的流体之间的压力平衡，当如下文还要阐述的那样制动助力器自主工作时，这用于在制动过程中辅助驾驶员。
再次参考图1，现在应阐述各个阀70、120的功能，当位于车辆车架(Bord)上的电源出现失灵或者说功能故障时。在此，阀70封闭(对此参见阀70在图1和2中不同的标识)，从而使得从储存器50来的流体输入中断。同时能够通过阀120提高压力-/容积源100中的流体压力，而驾驶员不必操作与推杆活塞40耦接的(然而在此未示出的)制动踏板。由此制动助力器10能够自主地、即在没有驾驶员协助的情况下形成流体压力，该流体压力在需要时能够相对快速地“调用”以对车辆进行制动，这例如在与自适应速度调节装置(ACC)相结合的情况下为有利的，这是由于驾驶员不必多余地操作制动踏板，这可能使得ACC的功能暂时失灵。
作为供压源，相应尺寸的压力存储器或者说在大多数车辆中本就存在的ABS泵与止回阀的结合是可考虑的，这使得省去用于制动助力器10的泵并且由此节省开支和安装空间。由此，在与ABS设备结合的情况下，将制动助力器用作ESP***也是可考虑的。
图3和4示出本发明的另一实施方式，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且图3示出已操作状态而图4示出了未操作状态。
与图1和2所示的实施方式不同的是，锥形的扩展部的功能通过固定在推杆活塞40上的径向密封件200、210和230取代(在图3和4中分别通过以字母“A”标明的椭圆强调以便更好地理解)。
在此，图3示出制动助力器10的已操作状态，即径向密封件200、210分别位于流体管路60的流体输入处两旁，从而中断通孔30和储存器50之间的流体连接。同时，图3中的径向密封件230在示图中朝左移位并且由此提高轴向凹部80中的流体压力，该流体压力通过流体管路90传递到制动***上。
图4示出制动助力器10的未操作状态，即径向密封件200、210位于流体管路60的输入处一旁，从而使得储存器50与通孔30处于流体连接中。同时，径向密封件230将轴向凹部80与其余部分的通孔30密封隔开，不会由驾驶员在轴向凹部80中形成力。阀70、120的功能类似于上文参考图1和2的描述。
在图1至4中能够分别看到流体管路25，该流体管路在一个端部处通入到中央孔30中并且在另一端部处朝缸壳体20之外敞开。由此能够实现处于中央孔30和推杆活塞40之间的流体与缸壳体20的外部空间之间的压力平衡。
最后还可参考图3看出，推杆活塞40在缸壳体20的端部250处通过径向密封件240密封，这应也类似地适用于其他附图。
此外，参考图1，以附图标记260标出所谓的反应盘，如本领域技术人员所知的那样，在此未示出的主制动缸耦接到该反应盘上。
在这点上要说明的是，在图1至4中示出的尺寸并没有忠于比例。

Claims (11)

1.一种用于车辆的制动助力器(10)，其包括：
-缸壳体(20)，其具有用于容纳用户能够操作的推杆活塞(40)的中央孔(30)，所述推杆活塞用于在操作所述推杆活塞(40)时在所述缸壳体(20)内部形成流体压力，其中第一流体管路(90)与所述缸壳体(20)中的轴向凹部(80)处于流体连接中，并且其中第二流体管路(60)与缸壳体区域(155)中的中央孔(30)处于流体连接中，其中所述第一及第二流体管路(90、60)在其各自的另一端部处分别与流体储存器(50、100)流体地连接；
-第三流体管路(110)，其将所述第一及第二流体管路(90、60)以流体形式相互连接；
-能够电气地和／或液压地和／或机械地操作的第一阀(120)，其布置在所述第三流体管路(110)中；
-能够电气地和／或液压地和／或机械地操作的第二阀(70)，其布置在所述第二流体管路(60)中，更确切地说朝着流体储存器(50)看去位于所述第三流体管路(110)与所述第二流体管路(60)的流体连接处之后；并且
其中当所述第二阀(70)中断所述第二流体管路(60)中的流体流时，借助所述第一阀(120)能够自主地引起流体压力形成。
2.根据权利要求1所述的制动助力器(10)，其中所述推杆活塞(40)在所述轴向凹部(80)的区域中具有固定在所述推杆活塞(40)上的、径向的、锥形的第一扩展部(130)，更确切地说所述第一扩展部与所述轴向凹部(80)的形状相对应，其中所述推杆活塞(40)通过布置在所述轴向凹部(80)内部的第一弹簧元件(160)预紧，所述第一弹簧元件一方面支撑在所述轴向凹部(80)围绕所述通孔(30)的内壁(81)上，并且另一方面支撑在所述锥形的第一扩展部(130)的与锥形面(131)对置的平面(132)上，从而在未操作所述推杆活塞(40)的状态下所述锥形的第一扩展部(130)以其锥形面(131)与对应构造的凹部或者面(135)一起形成对处于所述缸壳体(20)中的流体的密封。
3.根据权利要求1或2所述的制动助力器(10)，其中在使用者已操作所述推杆活塞(40)的状态下，即所述推杆活塞(40)如此移位，从而使得所述锥形的第一扩展部(130)从所述轴向凹部(80)的对应面(135)克服所述第一弹簧元件(160)的预紧力松脱的情况下，固定在所述推杆活塞(40)上的、径向的、设有锥形面(141)的、与所述第一扩展部(130)间隔开的第二扩展部(140)以密封形式贴靠在所述缸壳体(20)中的对应构造的面(145)上，其中由此使得所述第二流体管路(60)封闭，并且通过所述第一扩展部(130)在所述轴向凹部(80)内部的移位提高了所述流体压力。
4.根据权利要求3所述的制动助力器(10)，其中第二弹簧元件(170)布置在所述第二扩展部(140)和与此间隔开地固定在所述推杆活塞(40)上的止动元件(180)之间，其中所述第二弹簧元件(170)一方面支撑在所述止动元件(180)上并且另一方面支撑在所述锥形的第二扩展部(140)的与锥形面(141)对置的平面(142)上，以便在所述推杆活塞(40)的移位、即操作时，由于所述第二弹簧元件(170)的预紧力而在所述第二扩展部(140)的锥形面(141)和所述缸壳体(20)中的对应面(145)之间实现相对有效的密封并且为使用者提供这样一种可行方案，即针对性地计量所述轴向凹部(80)中的密封或者压力形成的量度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制动助力器(10)，其中在所述缸壳体(20)内部从所述流体管路(90)分支出流体管路(26)并且通入到所述锥形面(131)中，从而在操作所述推杆活塞(40)时能够在所述锥形扩展部(130)之前和之后的区域之间产生压力平衡。
6.根据权利要求1所述的制动助力器(10)，其中在所述推杆活塞(40)上分别固定径向密封件(200、210、230)而不是所述锥形的第一及第二扩展部(130、140)，其中至少两个径向密封件(200、210)如此相互间隔地布置，从而在未操作所述推杆活塞(40)的状态下所述第二流体管路(60)与所述缸壳体(20)的中央孔(30)处于流体连接中，并且另一径向密封件(230)在未操作所述推杆活塞(40)的状态下将所述轴向凹部(80)和所述中央孔(30)相互密封隔开。
7.根据权利要求6所述的制动助力器，其中在使用者已操作所述推杆活塞(40)的状态下，即在所述推杆活塞(40)朝着所述轴向凹部(80)移位的情况下，一方面为了形成流体压力撤除所述轴向凹部(80)和所述中央孔(30)之间的密封，并且所述两个相互间隔开的径向密封件(200、210)如此随着所述推杆活塞(40)移位，从而使得所述第二流体管路(60)通往所述中央孔(30)的流体连接中断。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的制动助力器(10)，其中所述第二弹簧元件(170)一方面支撑在所述止动元件(180)上并且另一方面支撑在所述缸壳体(20)上，以便为使用者提供这样一种可行方案，即针对性地计量所述轴向凹部(80)中的密封或者压力形成的量度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的制动助力器(10)，其中流体压力形成能够通过所述第一阀(120)由所述流体储存器(100)产生，所述流体储存器包括与止回阀连接的ABS泵和／或压力存储器。
10.根据前述权利要求中任一项所述的制动助力器(10)，其中在所述缸壳体(20)中布置有流体管路(25)，所述流体管路一侧通入到所述中央孔(30)中并且另一侧通向所述缸壳体(20)之外，以便使所述中央孔(30)产生压力平衡。
11.车辆、尤其机动车，具有根据权利要求1至10中任一项所述的制动助力器(10)。
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