CN104955693A - 用于液压式机动车制动***的制动主缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于液压式机动车制动***的制动主缸(1)、尤其是串联制动主缸，该制动主缸优选由气动式制动助力器(2)加载，具有至少一个可在壳体(3)中移动的活塞(4，5)，所述活塞分别具有多个回流连接装置(14，15)，所述回流连接装置允许在制动过程开始时压力室(6，7)与无压力的回流室(16，17)之间的液压连接，其中，至少一些回流连接装置(14)构造成轴向槽，形成在至少一个活塞(4)的外周面中，以一个端部通到活塞边缘(8)并且以另一个端部分别在主平面(E1)中终止于周面中的控制棱边(18)，所述主平面设置成以间隔(S1)与活塞边缘(8)平行，并且所述主平面被密封圈(12)的越过确定活塞(4)的闭合行程。为了实现柔和的、轻微的、但足够可靠的制动引入，根据本发明提出，活塞(4)具有另外的回流连接装置(14)，所述回流连接装置构造成轴向槽，形成在活塞(4)的外周面中，以一个端部通到活塞边缘(8)并且以另一个端部分别在至少一个另外的平面(E2)中终止于活塞(4)的周面中的控制棱边(18)，所述另外的平面与主平面(E1)平行地并且相对于活塞边缘(8)错位地设置。

Description

用于液压式机动车制动***的制动主缸

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于液压式机动车制动***的液压式串联制动主缸(THz)，尤其是构造成双回路的串联制动主缸。在这种制动主缸(THz)的上游大多连接有气动式制动助力器，所述气动式制动助力器可实现制动力放大功能。主缸和制动助力器构成的单元通常被称为制动装置并且是机动车制动***的组成部分。

背景技术

串联制动主缸已经公知。对于串联制动主缸的正确运行而言，需要不仅在未被制动状态中的初始位置或者说中性位置中而且在制动过程开始时或者说活塞运动开始时短时间地保证压力腔与压力介质容器之间的液压连接。此外，在公知的制动***中致力于保持尽可能短的踏板空行程，以便在尽可能短的时间延迟之后实现快速的制动力建立。

DE102009054695公开了一种柱塞式串联制动主缸的次级活塞，所述次级活塞为此目的在其外周面中具有轴向槽的环，所述轴向槽开始于唯一一个公共的逆着活塞操作方向朝活塞的端部向后与活塞边缘平行地错位的平面或者说控制棱边并且通到活塞端面。

缺点

主要被视为公知***中的缺点的是，这种***的短的踏板空行程以及接着的陡峭的压力升高可例如由于硬的不舒适的踏板感觉而导致严重的舒适性损失，或者由于具有控制壳体的与THz联接的制动助力器活塞或膜片的突然减速/制动而导致较高的噪声发展。

已经公知，如果在THz中的液压闭合行程被活塞越过之后由于气动式制动助力器的内部件减速造成的液压效应抵抗THz腔的液压柱增长，当流入的大气体积暂时达到静止时，所述液压效应可导致噪声。产生所谓的冲击噪音。

发明内容

目的：

因此本发明的目的在于提供改善的机动车制动***，所述机动车制动***在避免现有技术中的前述缺点的情况下成本低廉地实现柔和的、轻微的、但足够可靠的制动引入。

技术方案和优点：

根据本发明，所述目的通过具有根据权利要求1的特征组合的制动主缸来实现。从属权利要求和附图给出了另外的有利的实施形式和扩展构型。

所述目的这样来实现：回流连接装置构造成设置在活塞的外周面中的轴向槽，其中，回流连接装置分别以一个端部终止于活塞的周面中的控制棱边，所述控制棱边在周面上设置成使得所述控制棱边不是全部都处于唯一的环绕的线中或者说一个平面中，而是错开地分布在多个平面上，由此，在活塞运动时，成组地错开的控制棱边彼此相继地被密封圈越过，这导致槽缓慢地逐渐地闭合。

在此，视期望的闭合特性而定，控制棱边彼此间的间隔可以确定成较大或较小的间隔，以便在总闭合行程和压力梯度方面根据液压消耗器和制动装置动态性实现优化。

优选轴向槽设置有处于不同位置的控制棱边，优选设置在至少三个彼此相对错位的平面上。

在本发明内，槽不仅可设置有直的控制棱边，而且可设置有被倒圆角的控制棱边。

优选第一平面与最后一个平面(第三、第四等，视实施形式而定)之间的间隔可处于0.5mm与3mm之间的范围内。

在一个特别优选的实施形式中，第一平面与最后一个平面之间的间隔处于0.9mm与1.5mm之间的范围内。

特别有利的是，具有槽的活塞由塑料材料并且以注射方法或压制方法制造。

具有槽的活塞也可以以挤压方法制造。

通过前述特征尤其是可实现：

-在制动主缸中柔和地建立液压压力，尤其是接近闭合行程结束时(在第一孔平面闭合期间横截面减小的梯度平坦)，

-补偿可能造成噪声的不期望的动态效应，

-成本低廉地制造和重量节省，避免切削加工过程，由此完全避免切屑和简化清理过程。

附图说明

由从属权利要求结合借助于附图进行的说明得到本发明的其它细节、特征、优点和应用可能性。对应的部件和结构元件尽可能设置相同的附图标记。附图中：

图1示出根据本发明的制动主缸的一个实施形式的剖面视图。

图2示出活塞4的根据本发明的第一实施形式的侧视图。

图3示出活塞4的根据本发明的另一个实施形式的侧视图。

图4示出在根据图2的实施形式中回流连接装置14与各个平面的对应配置。

图5示出中根据图3的实施形式中回流连接装置14与各个平面的对应配置。

图6示出活塞4的两个不同实施形式的立体细节视图(a，b)。

图7示出在根据本发明的活塞和公知的活塞上回流连接装置14的累积横截面的与活塞行程相关的比较。

具体实施方式

图1

图1中示出了根据本发明的制动主缸1的第一实施形式的剖面视图。制动主缸1构造成柱塞型串联主缸。因为这种制动主缸的工作方式已经充分公知，所以下面仅仅探讨对于本发明特别重要的属性。

两个活塞4(次级活塞)和5(初级活塞)可彼此前后滑动地设置在制动主缸1的在壳体3中。在此，活塞4在壳体3中限定用压力介质填充的压力室6并且相对于所述压力室借助于密封圈12密封；活塞5限定也用压力介质填充的压力室7并且相对于所述压力室借助于密封圈13密封。不仅活塞4而且活塞5基本上构造成罐状并且以其对应的活塞边缘(活塞端面)8或9分别朝所限定的压力室6或7指向。在压力室6、7中可产生的制动压力通过未示出的制动管路传输给未示出的车轮制动器。

密封圈12、13分别定位在壳体3中的环形槽10、11中。

围绕活塞4、5在壳体3中在操作方向B上直接在环形槽10、11之前设置有回流室16和17，所述回流室分别构造成具有朝环形槽10、11的方向斜切的侧壁的环形槽。回流室16、17通过回流通道21、22与未示出的无压力/未加压的压力介质容器的腔持续连接并且因此也保持无压力。

活塞4、5具有多个回流连接装置14或15，尽管有密封圈14、15，所述回流连接装置在所示的未***作的初始位置中也允许对应的压力室6、7与无压力的回流室16、17之间的液压连接，并且因此支持制动***压力平衡以及排气。

在制动过程中，两个复位弹簧19和20通过活塞4或5在操作方向B上的移动而被压缩，并且用于在制动过程结束之后使两个活塞4、5复位到其未***作的初始位置中。

活塞5通过气动式制动助力器2的压力杆(除此之外的部件未示出)而操作。在制动过程中，制动助力器2在操作方向B上以力加载活塞5并且使所述活塞从其未***作的初始位置起朝活塞4的方向移动。在此过程中，活塞4首先由于复位弹簧20的刚度并且接着通过在压力腔7中建立的制动压力而在很大程度上与活塞5同步地在相同方向上一起移动。在此过程中，回流连接装置14、15逐渐地通过被密封圈12、13越过而与回流室16、17分开，并且可从压力室6、7排挤到回流室16、17中的压力介质的流动被阻止，由此，在压力室6、7中可建立制动压力。回流连接装置14、15与回流室16、17通过密封圈12、13分开时的活塞的移动行程通常被称为闭合行程。

如果与回流室16、17的液压连接在此过程中例如在紧急制动操作中过于突然地中断，则这通常可导致活塞5以及通过活塞杆与活塞5相连接的气动式制动助力器2的运动部件不期望地快速减速，而且也导致制动助力器2内部的空气流被干扰。由此可产生高的噪声发展，即所谓的冲击噪音。此外，活塞突然减速引起硬且不舒适的踏板感觉。

上述特性的根据本发明的改善尤其是通过下面的图来解释。

图2

多个回流连接装置14如图所示设置在活塞4上。回流连接装置14构造成轴向槽，所述轴向槽形成在活塞4的外周面中，分别以通入端23通到活塞边缘8并且分别以另一个端部终止于周面中的控制棱边18。在此，控制棱边18呈多个组与活塞边缘8相距不同的间隔S1、S2、S3设置，由此，每个组处于与活塞边缘8平行的平面E1、E2或E3中。与活塞边缘8相距最远的主平面E1在此确定活塞8的闭合行程。

活塞4被示出为相对于密封圈12处于其未***作的初始位置中。在此，全部控制棱边18在操作方向B上处于密封圈12之前，并且全部回流连接装置14允许压力腔6与无压力的回流室16之间的液压连接和压力介质循环。

现在，如果活塞4在引入制动操作时在操作方向B上移动，则密封圈12首先越过设置在平面E3中的一组控制棱边18₃。由此，剩余的通流横截面、即压力腔6与回流室16之间的液压连接仍可通过的全部回流连接装置14的累积横截面减少了已经与回流室16分开的回流连接装置14的横截面。在活塞4足够快速运动时，在压力腔6中开始缓慢的柔和的压力升高。随着活塞4的进一步的移动位移或者说行程，平面E2中的一组控制棱边18₂并且接着主平面E1的控制棱边18₁被相继越过。在主平面E1被越过时，全部仍剩余的回流连接装置14与回流室16分开，压力腔6与大气压力隔绝，闭合行程已被达到，制动压力建立现在类似于在传统制动主缸1中那样进行。

下面在图4中以表格形式详细地示出了所示实施形式的回流连接装置14或控制棱边18的精确的径向分布以及与各个平面E1、E2、E3的对应配置。

在所示实施形式中，活塞4具有总共30个回流连接装置14，但在本发明内也允许不同的数量。

在本发明内也允许两个活塞4、5具有根据上述原理的构造成轴向槽的回流连接装置14、15。

图3

与根据图2的活塞4不同，所示实施形式中的回流连接装置14的控制棱边18分成4组而不是3组，并且对应配置给四个平面E1、E2、E3、E4。由此，与上述实施形式相比，可实现通流横截面的更细的分级或者说逐渐减小。在本发明内也允许设置在5个或更多的平面中。

图4

图4在表格中示出了在图2所示实施形式中的各个回流连接装置14与平面E1～E3的对应配置以及其在活塞4的周缘上的分布。总体来讲，活塞具有30个回流连接装置14，所述回流连接装置以12°的角度间隔均匀地分布在活塞4的周缘上。

可以看到，主平面E1以及第二平面E2分别对应配置有5个以72°的角度间隔均匀地分布在活塞的周缘上的回流连接装置14，所述回流连接装置的控制棱边处于对应的平面中。平面E2的回流连接装置14在此在径向上分别精确地处于主平面E1的回流连接装置14之间。其余的20个回流连接装置14对应配置给平面E3并且成对地彼此相邻地设置在其余的周缘上。

这种设置具有以下效果：在引入制动以及活塞4越过闭合行程时，在制动引入开始时通流横截面首先快速减小大约67％，并且其余的通流横截面随后以2个相同大小的级缓慢减小，直到在主平面1上完全闭合。由此尤其是在快速制动时显著抵消“硬的”踏板感觉。

图5

图5中示出了在根据图3的实施形式中各个回流连接装置14在活塞4上的分布和对应配置。通流横截面的闭合原则上与根据图4的实施形式类似地进行，但通过添加另一个平面E4在整个闭合行程上更均匀地分布：首先是相对缓和地两级式减小平面E4和E3上的通流横截面，分别具有每级大约37％的横截面断开；随后同样两级式闭合，分别具有大约13％的横截面断开。由此，压力梯度的变化曲线比在上述布置中更均匀。

图4和5中所示组合和布置绝对不解释为排他性的。在本发明内可通过改变回流连接装置14和平面E1、E2、E3……的数量、间隔和尺寸，尤其是对于制动引入阶段在结构上确定压力梯度的几乎任意的期望的变化曲线并且由此也确定踏板感觉。

图6

图6以视图a和b示出了活塞4的两个不同的实施形式。根据视图a的实施形式中的控制棱边18具有基本上直的控制棱边18，所述控制棱边相对于活塞边缘8平行地设置。

而根据视图b的实施形式中的控制棱边18构造成被弄圆的，由此，不是整个控制棱边而是所述控制棱边的切线处于与活塞边缘8平行的平面中。

这样构造的活塞可优选特别成本低廉且有效地以变形方法或成形方法来制造，由此不需要或仅需要很少的再加工，并且避免麻烦的昂贵的切削加工方法。优选活塞4可以以注射方法或压制方法由塑料材料制造，但也可以以挤压方法由金属材料制造。

图7

在图7中相比较地在活塞行程或者说移动位移(X轴)上示出了通流横截面的减小(Y轴)。实线代表具有根据图4的布置的活塞4的根据本发明的实施形式，虚线代表全部控制棱边18处于单个平面的公知的传统的活塞。在实线的变化曲线上明显看到3个级，所述级分别在越过平面E3(在0.6mm处)、E2(在0.8mm处)和E1(在1.2mm处闭合)时出现。

此外看到根据本发明的活塞的重要优点，通过已经在活塞行程开始时适度地减小横截面，接近闭合位移结束时仅仍很少的通流横截面必须闭合，由此，压力梯度相对于公知的活塞的情况仅不显著地提高，由此，避免了在闭合位移结束时活塞突然减速，因此冲击噪音的危险显著降低。此外，在制动踏板上所感受到的反力的升高更均匀并且对于驾驶员而言更舒适。

附图标记清单

1  制动主缸

2  制动助力器

3  壳体

4  活塞

5  活塞

6  压力室

7  压力室

8  活塞边缘

9  活塞边缘

10 环形槽

11 环形槽

12 密封圈

13 密封圈

14 回流连接装置

15 回流连接装置

16 回流室

17 回流室

18 控制棱边

19 复位弹簧

20 复位弹簧

21 回流通道

22 回流通道

23 通入端

B  操作方向

E1 主平面

E2 平面

E3 平面

E4 平面

S1 活塞边缘到平面E1的间隔

S2 活塞边缘到平面E2的间隔

S3 活塞边缘到平面E3的间隔

S4 活塞边缘到平面E4的间隔

Claims (13)

1.一种用于液压式机动车制动***的制动主缸(1)、尤其是串联制动主缸，所述制动主缸优选由气动式制动助力器(2)加载，所述制动主缸具有至少一个能在壳体(3)中移动的活塞(4，5)，所述活塞在所述壳体(3)中限定压力室(6，7)，且具有朝所述压力室(6，7)指向的活塞边缘(8，9)并且借助于设置在所述壳体(3)的环形槽(10，11)中的密封圈(12，13)相对于所述压力室(6，7)密封，在所述活塞(4，5)中分别设置有多个回流连接装置(14，15)，所述回流连接装置允许在制动过程开始时所述压力室(6，7)与无压力的回流室(16，17)之间的液压连接，其中，至少一些回流连接装置(14)构造成轴向槽，形成在至少一个活塞(4)的外周面中，以一个端部通到所述活塞边缘(8)并且以另一个端部在主平面(E1)中终止于所述周面中的控制棱边(18)，所述主平面以间隔(S1)平行于所述活塞边缘(8)设置，并且所述主平面被所述密封圈(12)的越过确定所述活塞(4)的闭合行程，其特征在于：所述活塞(4)具有另外的回流连接装置(14)，所述另外的回流连接装置构造成轴向槽，形成在所述活塞(4)的外周面中，以一个端部通到所述活塞边缘(8)并且以另一个端部在至少一个另外的平面(E2)中终止于所述活塞(4)的周面中的控制棱边(18)，所述另外的平面与所述主平面(E1)平行地设置成朝所述活塞边缘(8)的方向相对于所述主平面(E1)错位。

2.根据权利要求1所述的制动主缸，其特征在于：所述控制棱边(18)设置成分布在至少三个平面(E1，E2，E3)上，其中，所述平面(E2，E3)与所述主平面(E1)平行地设置成朝所述活塞边缘(8)的方向错开排列，由此，所述平面在所述活塞(4)***作时先于所述主平面(E1)被所述密封圈(12)越过。

3.根据权利要求1或2所述的制动主缸，其特征在于：至少三个回流连接装置(14)以其相应的控制棱边(18)终止于所述主平面(E1)中。

4.根据权利要求1或2所述的制动主缸，其特征在于：与终止于所述主平面(E1)中的回流连接装置(14)同样多或比其少的回流连接装置(14)以其相应的控制棱边(18)终止于所述第二平面(E2)中。

5.根据权利要求1或2所述的制动主缸，其特征在于：每个平面(E1，E2，E3，E4)具有相同数量的回流连接装置(15)。

6.根据权利要求1或2所述的制动主缸，其特征在于：终止于所述主平面(E1)中的每个单个的回流连接装置(14)的横截面构造成与终止于全部另外的平面(E2，E3)中的单个回流连接装置(14)的横截面大小相同或比其大。

7.根据权利要求1或2所述的制动主缸(1)，其特征在于：终止于所述主平面(E1)中的全部回流连接装置(14)的横截面的总和与终止于每个单个的另外的平面(E2，E3)中的全部回流连接装置(14)的横截面的总和大小相同或比其大。

8.根据权利要求1或2所述的制动主缸(1)，其特征在于：所述第一主平面(E1)与最后一个平面之间的间隔处于0.5mm与3mm之间的范围内。

9.根据权利要求1所述的制动主缸，其特征在于：所述控制棱边(18)构造成平行于所述活塞边缘(8)。

10.根据权利要求1或2所述的制动主缸，其特征在于：所述控制棱边(18)构造成被弄圆并且与所述平面(E1，E2，E3)至少之一相切。

11.根据权利要求1所述的制动主缸，其特征在于：所述回流连接装置(14，15)在两个活塞(4，5)上构造成轴向槽。

12.根据权利要求1、2或11所述的制动主缸，其特征在于：所述活塞(4)由塑料材料并且以注射方法或压制方法制造。

13.根据权利要求1、2或11所述的制动主缸，其特征在于：所述活塞(4)由金属材料并且以挤压方法制造。