專(zhuān)利名稱(chēng)：制動(dòng)增力器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車(chē)的氣動(dòng)制動(dòng)增力器，其內(nèi)腔被一可運(yùn)動(dòng)的壁分為一低壓腔和一工作腔；以及有一個(gè)支承可運(yùn)動(dòng)的壁的控制器外殼，其中裝有一控制閥，它控制作用在可運(yùn)動(dòng)的壁上的氣動(dòng)壓差，既可通過(guò)操縱桿借助于閥門(mén)活塞也可與操縱桿無(wú)關(guān)通過(guò)一與閥門(mén)活塞固定連接的電磁鐵操縱，并由三個(gè)互相同心設(shè)置的密封面及一個(gè)與這些密封面配合工作的閥體組成，其中第一密封面制在控制器外殼內(nèi)，第二密封面制在閥門(mén)活塞上，而第三密封面制在一個(gè)與電磁鐵配合工作的套筒上。
由ED 4324205A1已知此類(lèi)制動(dòng)增力器及其用于制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)。為此目的借助于一位置調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)上面已提及的套筒的位置，位移傳感器的信號(hào)輸入位置調(diào)節(jié)器，位置調(diào)節(jié)器控制輸入電磁鐵的電流使套筒有一個(gè)穩(wěn)定的位置，從而防止負(fù)載特性線(xiàn)嚴(yán)重失穩(wěn)。在這種情況下在位置調(diào)節(jié)器上游連接一壓力調(diào)節(jié)器，壓者的輸出信號(hào)與處于下游的位置調(diào)節(jié)器的額定位置相應(yīng)。
因此本發(fā)明的目的是，采取一些措施能夠在壓力下降范圍內(nèi)通過(guò)可外來(lái)控制的制動(dòng)增力器控制閥處結(jié)構(gòu)性變化達(dá)到穩(wěn)定負(fù)載特性線(xiàn)。尤其應(yīng)能取消使用前面提及的昂貴的位置調(diào)節(jié)器以及所需的傳感器。
按本發(fā)明為達(dá)到此目的采取的措施是，設(shè)置一些裝置，它們可以在第三密封面從閥體回動(dòng)期間的壓力降低階段在工作腔與低壓腔之間實(shí)現(xiàn)有控制的氣動(dòng)壓力平衡，或降低要由電磁鐵施加的力。
為了使發(fā)明思想具體化，本發(fā)明的一種有利的改進(jìn)設(shè)計(jì)規(guī)定，設(shè)有一個(gè)可相對(duì)于第三密封面移動(dòng)地安裝的環(huán)，它通過(guò)一個(gè)彈性的或可壓縮的元件作為中間連接支承在套筒上，它的面朝閥體的邊緣區(qū)有一些徑向缺口，并在緩解位置設(shè)置成相對(duì)于第三密封面朝閥體方向軸向錯(cuò)移。
在本發(fā)明對(duì)象另一種有利的設(shè)計(jì)中，閥體在第三密封面的貼合區(qū)內(nèi)制有一附加的環(huán)面，環(huán)面上有徑向開(kāi)口。
在另一種可供選擇的方案中，第三密封面制有軸向凹槽或凹陷，它們可例如設(shè)計(jì)為波形密封邊。
在從屬權(quán)利要求3至5中提到了本發(fā)明對(duì)象的其他有利的設(shè)計(jì)。
在下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的說(shuō)明中詳細(xì)解釋了本發(fā)明。在附圖中表示

圖1按本發(fā)明的制動(dòng)增力器結(jié)構(gòu)縱剖面，部分?jǐn)嚅_(kāi)，處于未活動(dòng)的準(zhǔn)備位置；圖2a至d按圖1的制動(dòng)增力器控制閥的第一種方案，比例放大地表示處于靜止、壓力上升、壓力保持和壓力下降位置；圖3按圖1的制動(dòng)增力器控制閥的第二種方案在有控制的壓力下降位置；圖4a和4b按圖1的制動(dòng)增力器控制閥第三和第四種方案在有控制的壓力下降位置；以及圖5圖1中表示的制動(dòng)增力器中電磁鐵和控制閥功能的曲線(xiàn)圖，亦即由電磁鐵所施加的力FEM和套筒所需要的力與套筒回移距離SH關(guān)系的曲線(xiàn)。
在圖中所畫(huà)的按本發(fā)明的低壓制動(dòng)增力器的僅僅示意表示的增力器外殼1，通過(guò)可軸向運(yùn)動(dòng)的壁2分成一個(gè)工作腔3和一個(gè)低壓腔4。軸向運(yùn)動(dòng)的壁2由一個(gè)用薄板深沖的薄膜盤(pán)8和一個(gè)貼靠在此薄膜盤(pán)上的隔膜18組成，圖中沒(méi)有進(jìn)一步表示后者在薄膜盤(pán)8外周邊與增力器外殼1之間構(gòu)成卷邊膜作為密封裝置。
可通過(guò)操縱桿7操縱的控制閥12裝在一個(gè)支承運(yùn)動(dòng)的壁2并密封地在增力器外殼1內(nèi)導(dǎo)引的控制器外殼5中，及由一個(gè)制在控制器外殼5上的第一密封面15、一個(gè)制在與操縱桿7連接的閥門(mén)活塞9上的第二密封面16、以及一個(gè)與兩個(gè)密封面15、16配合作用的在一個(gè)密封地裝在控制器外殼5中的導(dǎo)引件21內(nèi)導(dǎo)引的環(huán)狀閥體10組成，閥體10借助于一個(gè)支承在導(dǎo)引件21上的閥門(mén)彈簧22壓在閥座15、16上。工作腔3可通過(guò)一個(gè)側(cè)面的在控制器外殼5內(nèi)延伸的通道28與低壓腔4連通。
制動(dòng)力通過(guò)一個(gè)端面貼靠在控制器外殼5上的橡膠彈性反作用盤(pán)6以及一個(gè)帶有頭部凸緣23的壓桿14，傳遞給一個(gè)圖中沒(méi)有表示的制動(dòng)器主制動(dòng)缸的操縱活塞，制動(dòng)器主缸裝在低壓側(cè)的半個(gè)增力器外殼上。
在圖中示意表示的支承在增力器外殼1低壓側(cè)端壁上的復(fù)位彈簧26，將運(yùn)動(dòng)的壁2保持在圖示的起始位置。此外，設(shè)第二個(gè)壓力彈簧或活塞桿回位彈簧27，它一端間接支承在操縱桿7上，另一端支承在導(dǎo)引件21上，它的力用于使閥門(mén)活塞9或其密封面16有預(yù)緊力地壓在閥體10上。
為了使工作腔3在操縱控制閥12時(shí)能與大氣連通，在控制器外殼5中還制有一個(gè)近似于沿徑向延伸的通道29。在制動(dòng)過(guò)程結(jié)束時(shí)閥門(mén)活塞9的回歸運(yùn)動(dòng)受橫向構(gòu)件11限制，它在圖中表示的低壓制動(dòng)增力器的緩解位置貼靠在制在增力器外殼1上的止擋38上。
由圖還可看出，閥體10有一個(gè)與兩個(gè)密封面15、16配合工作的環(huán)形密封面44，它借助于一金屬加強(qiáng)盤(pán)45增強(qiáng)并設(shè)有多個(gè)軸向通孔19。此外，閥體10有一個(gè)沿徑向制在里面的密封唇13以及一個(gè)沿徑向制在外面的第二密封唇41，在閥體10在控制器外殼5內(nèi)的裝配狀態(tài)，后者密封地貼靠在前面已提及的導(dǎo)引閥體10的導(dǎo)引件21上。所以在控制器外殼5中構(gòu)成了一個(gè)氣動(dòng)腔17。通過(guò)通孔19和制在密封面44中的沒(méi)有進(jìn)一步畫(huà)出的流動(dòng)通道的孔，將氣動(dòng)腔17與一個(gè)由密封面15、16為邊界構(gòu)成的環(huán)腔43連通，上述氣動(dòng)通道29通入此環(huán)腔，所以制在閥體10背對(duì)密封面44一側(cè)的氣動(dòng)腔17與工作腔3持續(xù)連接并在閥體10上形成壓力平衡。
因此，所介紹的結(jié)構(gòu)可以減小在制動(dòng)增力器的夾緊力與作用在閥門(mén)活塞上的復(fù)位力之間的差別，目的是在保持夾緊力不變的情況下能提高復(fù)位力或在保持復(fù)位力不變的情況下能減小夾緊力，從而達(dá)到改善按本發(fā)明的制動(dòng)增力器滯后現(xiàn)象的目的。
為了能引入與操縱桿7無(wú)關(guān)的按本發(fā)明制動(dòng)增力器的外來(lái)的操縱，沿徑向在第一密封面15與第二密封面16之間設(shè)一第三密封24，它可借助于電磁鐵20操縱，后者最好裝在一個(gè)與閥門(mén)活塞9固定連接的殼體25內(nèi)并因而可與閥門(mén)活塞9一起在控制器外殼5內(nèi)移動(dòng)。電磁鐵20由一個(gè)裝在殼體25內(nèi)的線(xiàn)圈46以及一個(gè)可軸向移動(dòng)地安裝的圓柱形電樞31組成，電樞部分地在一個(gè)封閉殼體25的密封件30內(nèi)導(dǎo)引以及套筒32支承在電樞上，套筒32與前面提及的第三密封面24連接。在閥門(mén)活塞9與套筒32之間裝有一個(gè)壓力彈簧40，它將電樞31保持在其起始位置，在此起始位置，第三密封面24相對(duì)于制在閥門(mén)活塞9上的第二密封面16沿軸向錯(cuò)移，所以在第三密封面24與閥體10的密封面44之間存在一個(gè)間隙。與此同時(shí)設(shè)有一個(gè)最好在徑向圍繞著套筒32的環(huán)36，它通過(guò)一個(gè)彈性的或可壓縮的元件37作為中間連接支靠在套筒32上，另一側(cè)則沿軸向貼靠在一個(gè)制在套筒32上的止擋51(圖2)上，所以在環(huán)36與套筒32之間可以實(shí)施一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。環(huán)36的寬度設(shè)計(jì)為，使環(huán)36面朝閥體10的邊緣區(qū)與密封面44的距離小于密封面44與第三密封面24之間的距離。所述的邊緣區(qū)有軸向缺口39。在控制器外殼5內(nèi)導(dǎo)引的密封件30借助于一個(gè)傳動(dòng)盤(pán)33壓靠在前面已提及的反作用盤(pán)6上，并可以將引入操縱桿7的輸入力傳遞給反作用盤(pán)6。
最后，在圖中表示的按本發(fā)明的制動(dòng)增力器設(shè)計(jì)中還設(shè)有電開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)47、48，它們主要在制動(dòng)過(guò)程有重要作用，借助于它們除司機(jī)操縱外控制電磁鐵20，以便不取決于司機(jī)的愿望地造成完全制動(dòng)(所謂協(xié)助制動(dòng)功能)。其中有特別重要意義的是，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)47、48在每次制動(dòng)時(shí)都工作。與此同時(shí)必須保證，在外力支持下的制動(dòng)過(guò)程結(jié)束后電磁鐵20可靠地?cái)嚅_(kāi)。所表示的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)由一個(gè)最好固定在閥門(mén)活塞9或電磁鐵20的殼體25上有兩個(gè)開(kāi)關(guān)位置的微型開(kāi)關(guān)47以及一個(gè)通過(guò)移動(dòng)運(yùn)動(dòng)操縱微型開(kāi)關(guān)47的操縱元件48組成，后者在一個(gè)制在控制器外殼5內(nèi)的孔中密封地導(dǎo)引并與一個(gè)固定在增力器外殼上的止擋配合作用，此止擋用19表示并可例如通過(guò)后部的半個(gè)增力器外殼的一個(gè)徑向凸緣構(gòu)成。在操縱元件48與控制器外殼5之間裝一壓力彈簧50，所以操縱元件48背對(duì)微型開(kāi)關(guān)47的那一端在預(yù)壓力作用下壓靠在止擋50上。
由圖2可見(jiàn)在控制閥的外來(lái)的操縱下借助于電磁鐵20的控制閥12的各個(gè)操縱階段。在圖2a中表示的控制閥12的靜止位置或準(zhǔn)備位置，閥體10既貼靠在第一密封面15上也貼靠在第二密封面16上，所以制動(dòng)增力器的兩個(gè)腔3、4互相隔開(kāi)并切斷了工作腔3與大氣的連通。結(jié)合圖1已提及的環(huán)36邊緣區(qū)及第三密封面24處于分別與閥體10的密封面44有一個(gè)間距處。
為了控制圖2b所示的壓力上升位置電磁鐵20通電，所以第三密封面24和環(huán)36在彈性元件37同時(shí)被壓縮時(shí)首先貼靠在閥體10上，接著使閥體10克服閥門(mén)彈簧22(圖1)的力朝圖的右方移動(dòng)，所以在第二密封面16與閥體10之間形成一個(gè)間隙并實(shí)現(xiàn)工作腔3的通風(fēng)。在這種情況下第一密封面15按功能由第三密封面24替代。
在圖2c所示的壓力保持階段，第二密封面16和第三密封面24封閉，所以在增力器外殼內(nèi)形成的氣動(dòng)壓力不可能發(fā)生改變。
最后圖2d表示有控制的壓力下降階段，此時(shí)第二密封面16保持封閉，及第三密封面24從密封面44離開(kāi)，而環(huán)36以其邊緣區(qū)在彈性元件37的預(yù)壓力作用下貼靠在密封面44上，所以通過(guò)前面曾提及的在壓力下降的一開(kāi)始被套筒32部分覆蓋的缺口39，從工作腔3定量地吸出空氣，并因而實(shí)現(xiàn)降低在氣動(dòng)制動(dòng)增力器1外殼內(nèi)控制的氣動(dòng)壓力。
在圖3所表示的按本發(fā)明對(duì)象的第二種方案中，彈性元件137早期硫化在套筒32與環(huán)36之間，所以可以取消結(jié)合圖1和2所提及的止擋51。
圖4a表示了一種具有已知套筒132的方案，它的密封面124與一個(gè)略加改變的閥體110配合作用。閥體110在第三密封面124的貼合區(qū)制有附加的環(huán)面52，它有徑向開(kāi)口53，在壓力上升時(shí)通過(guò)第三密封面124壓入閥體110的材料內(nèi)將開(kāi)口封閉。在套筒132回移時(shí)第三密封面124完全釋放它與閥體110之間的間隙前，通過(guò)不斷釋放開(kāi)口53實(shí)現(xiàn)定量的壓力下降。
最后，圖4b表示了具有已知套筒232的另一種方案，套筒232構(gòu)成第三密封面224的邊緣區(qū)有一些軸向凹槽或凹陷54，它們例如圖中所示可設(shè)計(jì)為波形密封邊。在第三密封面224靠放在閥體210的橡膠材料上時(shí)，第三密封面224在一段時(shí)間內(nèi)保持不密封，直至它如此深地壓入橡膠材料，以致凹槽54的軸向邊界也已與橡膠接觸并導(dǎo)致完全密封。在套筒232回移時(shí)第三密封面224完全釋放它與閥體210之間的間隙時(shí)，通過(guò)不斷地釋放凹槽54實(shí)現(xiàn)定量的壓力下降。
由圖5表示的力-距離特性線(xiàn)的曲線(xiàn)圖可知這里所說(shuō)明的和表示的可外來(lái)操縱的制動(dòng)增力器的功能。由圖可以看出，用I1、I2和13表示的變化曲線(xiàn)表示了電磁鐵20在用第一、第二和第三種電流值操縱時(shí)它的三種不同的力-距離特性線(xiàn)。用II表示的變化曲線(xiàn)表示了由電磁鐵20的電樞31、套筒32、閥體10及已說(shuō)明的一些彈簧構(gòu)成的負(fù)載系統(tǒng)的性能。特性線(xiàn)II的第一段AB表示在套筒32和閥門(mén)活塞9之間比較軟的壓力彈簧40的作用，在第三密封面24要貼靠在閥體10的密封面44上之前必須克服彈簧40的力。第二段BC表示電磁鐵20施加的力增加，直至特性線(xiàn)II與曲線(xiàn)I2的交點(diǎn)C發(fā)生第三密封面24與閥體10密封面44之間的接觸為止，環(huán)36的邊緣區(qū)借助于上述電磁鐵施加的力壓入密封面44的材料內(nèi)。在第三段CD中，無(wú)論是環(huán)36的邊緣區(qū)還是第三密封面24，均壓入密封面44內(nèi)并與此同時(shí)克服閥門(mén)彈簧22的力移動(dòng)閥體10，直至點(diǎn)D開(kāi)始打開(kāi)第二密封面16并因而開(kāi)始?jí)毫ι仙?。在套?2進(jìn)一步移動(dòng)時(shí)，在第二密封面16與閥體10密封面44之間形成一個(gè)確定的間隙，并因而形成工作腔3內(nèi)存在的氣動(dòng)壓力的確定的梯度。當(dāng)達(dá)到所要求的壓力值時(shí)，供入電磁鐵20的電流降低，所以套筒32回移。在曲線(xiàn)段DC，其中輸入電磁鐵20的電流例如降到值I1以及第二密封面16和第三密封面24均封閉，此時(shí)實(shí)現(xiàn)在圖2c中所表示的氣動(dòng)壓力保持階段。通過(guò)電流進(jìn)一步降到值I2，套筒32和環(huán)36進(jìn)一步回移，直至點(diǎn)C進(jìn)入壓力下降階段(圖2d)。在進(jìn)一步降低電流例如到值I3，在曲線(xiàn)段CB中第三密封面24與密封面44之間的距離增大，此時(shí)環(huán)36的邊緣區(qū)在彈性元件37的作用下仍貼靠在密封面44上。曲線(xiàn)段CB與這樣一個(gè)區(qū)域相對(duì)應(yīng)，即在此區(qū)域內(nèi)負(fù)載系統(tǒng)可通過(guò)在I2和I3之間改變供入電磁鐵20的電流值穩(wěn)定地調(diào)整，換句話(huà)說(shuō)在此區(qū)域內(nèi)在第三密封面24與閥體10密封面44之間通過(guò)環(huán)36邊緣區(qū)作為中間連接可形成一個(gè)確定的間隙，并因而在工作腔3內(nèi)存在的氣動(dòng)壓力可形成確定的梯度。負(fù)載特性線(xiàn)II在這一段內(nèi)有一個(gè)比電流值I2和I3之間的電磁鐵20力-距離特性線(xiàn)更大的斜度。在力-距離特性線(xiàn)I3與負(fù)載特性II的接觸點(diǎn)B，此時(shí)環(huán)36的邊緣區(qū)離開(kāi)閥體10的密封面44，同時(shí)意味著是在穩(wěn)定區(qū)與不穩(wěn)定區(qū)BA之間的過(guò)渡點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.汽車(chē)的制動(dòng)增力器，有一個(gè)增力器外殼，其內(nèi)腔被一可運(yùn)動(dòng)的壁分為一低壓腔和一工作腔；以及有一個(gè)支承可運(yùn)動(dòng)的壁的控制器外殼，其中裝有一控制閥，它控制作用在可運(yùn)動(dòng)的壁上的氣動(dòng)壓差，既可通過(guò)操縱桿借助于閥門(mén)活塞也可與操縱桿無(wú)關(guān)通過(guò)一與閥門(mén)活塞固定連接的電磁鐵操縱，并由三個(gè)互相同心設(shè)置的密封面及一個(gè)與這些密封面配合工作的閥體組成，其中第一密封面制在控制器外殼內(nèi)，第二密封面制在閥門(mén)活塞上，而第三密封面制在一個(gè)與電磁鐵配合工作的套筒上，其特征為設(shè)有裝置(36、37、39)，它們可以在第三密封面(24)從閥體(10)回動(dòng)期間的壓力降低階段在工作腔(3)與低壓腔(4)之間實(shí)現(xiàn)有控制的氣動(dòng)壓力平衡。
2.按照權(quán)利要求1所述的制動(dòng)增力器，其特征為設(shè)有一個(gè)可相對(duì)于第三密封面(24)移動(dòng)地安裝的環(huán)(36)，它通過(guò)一個(gè)彈性的或可壓縮的元件(37)作為中間連接支承在套筒(32)上，它的面朝閥體(10)的邊緣區(qū)有一些徑向缺口(39)，并在緩解位置時(shí)它設(shè)置成相對(duì)于第三密封面(24)朝閥體(10)的方向沿軸向錯(cuò)移。
3.按照權(quán)利要求2所述的制動(dòng)增力器，其特征為環(huán)(36)在徑向圍繞第三密封面(24)。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的制動(dòng)增力器，其特征為環(huán)(36)在靜止位置貼靠在一個(gè)制在套筒(32)上的止擋(51)上。
5.按照權(quán)利要求2或3所述的制動(dòng)增力器，其特征為彈性元件(37)早期硫化在套筒(32)上和環(huán)(36)上。
6.按照權(quán)利要求1所述的制動(dòng)增力器，其特征為閥體(10)在第三密封面(24)的貼合區(qū)內(nèi)制有一附加環(huán)面(52)，它有徑向開(kāi)口(53)。
7.按照權(quán)利要求1所述的制動(dòng)增力器，其特征為第三密封面(224)制有軸向凹槽(54)。
8.按照權(quán)利要求7所述的制動(dòng)增力器，其特征為第三密封面(224)有一波形密封邊。
全文摘要
本發(fā)明涉及汽車(chē)的制動(dòng)增力器,它的控制閥(12)可與移動(dòng)閥門(mén)活塞(9)的操縱桿(7)無(wú)關(guān)地借助于電磁鐵(20)操縱,電磁鐵操縱第三密封面(24),它可以使工作腔(3)通風(fēng)。為了尤其在壓力下降區(qū)通過(guò)在可外來(lái)控制的制動(dòng)增力器的控制閥(12)處結(jié)構(gòu)性的改變達(dá)到由電磁鐵(20)的電樞(31)、帶有第三密封面(24)的套筒(32)以及控制閥(12)的閥體(10)構(gòu)成的負(fù)載系統(tǒng)的特性線(xiàn)穩(wěn)定化,按本發(fā)明設(shè)置一些裝置(36、37、39)。它們可以在第三密封面(24)從閥體(10)回動(dòng)期間的壓力降低階段在工作腔(3)與低壓腔(4)之間實(shí)現(xiàn)有控制的(定量的)氣動(dòng)壓力平衡,或降低要由電磁鐵(20)施加的力。
文檔編號(hào)B60T13/66GK1207710SQ96199767
公開(kāi)日1999年2月10日 申請(qǐng)日期1996年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月23日
發(fā)明者曼弗雷德·卡爾斯, 阿爾弗雷德·?？颂? 托馬斯·貝特霍爾德, 米歇爾·福格特, 赫里斯托夫·克萊森 申請(qǐng)人:Itt歐洲自動(dòng)車(chē)股份公司