具有位置相關(guān)型壓力均衡化功能的制動助力器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于機動車輛制動系統(tǒng)的制動助力器（12），其包括：力輸入元件（20），其聯(lián)接至制動踏板或者能夠聯(lián)接至制動踏板；腔室結(jié)構(gòu)，其具有由可動壁彼此隔離的工作腔室（74）和真空腔室（72）；以及控制裝置，其具有控制閥（10），借助該控制閥，由于所述力輸入元件（20）的移位，能選擇性地使所述工作腔室（74）與所述真空腔室（72）連通或與周圍環(huán)境（70）連通，其中，所述控制閥（10）具有控制閥殼體（14），該控制閥殼體與所述可動壁相聯(lián)接，并且在該控制閥殼體中，所述力輸入元件（20）抵抗復(fù)位彈簧（28）的作用與控制活塞（24）一起以可移位的方式被引導(dǎo)，而且其中，所述控制閥（10）還具有閥元件（34），該閥元件借助于張力彈簧（52）選擇性地被預(yù)加應(yīng)力，而使該閥元件密封抵接在設(shè)置于所述控制閥殼體（14）上的第一閥座（30）上并且密封抵接在設(shè)置于所述控制閥（10）的所述控制活塞（24）上的第二閥座（32）上。為了減小致動力，能借助所述閥元件（34）以密封的方式封閉氣動功能腔室（54），并且根據(jù)所述力輸入元件（20）的當前致動位置能選擇性地使所述氣動功能腔室（54）與所述真空腔室（72）連通或與周圍環(huán)境（70）連通。
【專利說明】具有位置相關(guān)型壓力均衡化功能的制動助力器
[0001]本發(fā)明涉及一種用于機動車輛制動系統(tǒng)的具有位置相關(guān)型壓力均衡化功能的制動助力器，該制動助力器包括:力輸入元件，該力輸入元件連接至制動踏板或者能連接至制動踏板；腔室結(jié)構(gòu)，該腔室結(jié)構(gòu)具有由可動壁彼此隔離的工作腔室和真空腔室；以及控制裝置，該控制裝置具有控制閥，通過該控制閥，借由所述力輸入元件的移位，能將所述工作腔室選擇性地與所述真空腔室連通或與周圍環(huán)境連通，其中，所述控制閥具有控制閥殼體，該控制閥殼體與所述可動壁相聯(lián)接，并且在所述控制閥殼體中，所述力輸入元件抵抗復(fù)位彈簧的作用與控制活塞一起以可移位的方式被引導(dǎo)，而且，其中所述控制活塞還包括閥元件，該閥元件借助張力彈簧被選擇性地預(yù)加應(yīng)力而密封抵接在設(shè)置于所述控制閥殼體上的第一閥座上并且密封抵接在設(shè)置于所述控制閥的所述控制活塞上的第二閥座上。
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中公知了這樣的制動助力器。例如文獻DE4227879A1公開了這樣的制動助力器。以已知的方式借助這樣的制動助力器，經(jīng)由力輸入元件施加的致動力被傳遞到控制活塞，在該控制活塞上安裝有位于工作腔室與周圍環(huán)境之間的密封座。由于力輸入元件的致動并且通過該力輸入元件，控制活塞的密封座被抬離閥元件，從而在周圍環(huán)境與工作腔室之間形成流體連通。因此，相比于真空腔室在工作腔室內(nèi)形成過壓，該過壓作用在可動壁上，并且使控制閥殼體移位以協(xié)助致動力，直到在控制閥殼體的前進位置形成均衡狀態(tài)為止，并且使兩個閥座向后運動而抵接在閥元件上。一旦通過減小踏板致動力來釋放力輸入元件，閥元件就會在復(fù)位彈簧的作用下由控制活塞向后推動，而使得工作腔室與周圍環(huán)境之間的第二密封座打開，從而可以在可動壁處產(chǎn)生壓力均衡狀態(tài)。一旦產(chǎn)生了壓力均衡狀態(tài)，就恢復(fù)到初始狀態(tài)。為了確保可靠的操作模式，通過張力彈簧對閥元件預(yù)加應(yīng)力，使得閥元件的密封表面朝向兩個閥座偏壓。然而，這意味著為了制動踏板的在釋放之后的前述返回運動，復(fù)位彈簧也必須施加足夠大的力來克服張力彈簧在閥元件處施加的抵消該力的預(yù)應(yīng)力。
[0003]在過去已表明了并且因而在前述引用的文獻DE4227879A1中實現(xiàn)了:釋放閥元件使其不受壓力作用是有利的。通過這樣壓力釋放，可以實現(xiàn)如下效果，即，閥元件處的不期望的壓力差不會妨礙響應(yīng)特性也不會妨礙返回運動。為此，前述引用的文獻DE4227879A1提供了:在閥元件中設(shè)置有多個壓力均衡化開口，這些開口使得閥元件的兩側(cè)之間的壓力能夠永久地均衡化。
[0004]在與【背景技術(shù)】相關(guān)的大量文獻中，例如在文獻DE4441149A1、文獻EP0802870B1以及文獻EP0950595B1中，發(fā)現(xiàn)了類似的解決方案。文獻US5，564，325也公開了一種構(gòu)造形式，其中，通過連接開口而在閥元件處形成永久的壓力均衡化。
[0005]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種在簡介部分中描述的類型的制動助力器，其中，基于操作位置，而可以以有利的方式形成壓力均衡化，然而，在特定操作情況下，在閥元件處維持壓力差，以有助于制動助力器的操作模式。
[0006]通過簡介部分中描述的類型的制動助力器來實現(xiàn)這樣的目的，在其中該制動助力器提供了:能借助于閥元件以密封的方式封閉氣動功能腔室，且能根據(jù)力輸入元件的當前致動位置而選擇性地使氣動功能腔室與真空腔室連通或與周圍環(huán)境連通。[0007]從先前描述的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明以有利的方式利用閥元件處的并非總是使壓力均衡化的氣動功能腔室的表面存在的缺點，通過設(shè)置始終打開的壓力均衡化開口而無需在閥元件處始終保持壓力均衡化。相反地，本發(fā)明基于制動助力器的當前致動位置，而有目的地選擇利用閥元件處的壓力差。這樣，可實現(xiàn)如下效果，即，有助于處于特定操作情形下的閥元件的密封功能。例如，如果在真空腔室中并且在工作腔室中，存在與大氣壓力相比減小的壓力，則閥元件就會受到大氣壓力的作用而抵靠在密封座上，從而增強了密封效果。與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的永久性壓力釋放閥元件的情形相比，密封效果中的這些與壓力相關(guān)的成分使得張力彈簧可采用較弱的設(shè)計，該張力彈簧是為了向密封件預(yù)加應(yīng)力使其抵靠閥座而專門設(shè)置的。換言之，閥元件上的氣動功能腔室中存在的、比工作腔室中和真空腔室中在初始狀態(tài)下存在的真空大的過壓多少起到了一些擠壓作用，以增強密封座與閥元件上的密封表面之間的密封效果。
[0008]張力彈簧的較弱設(shè)計繼而具有如下優(yōu)點:在釋放制動踏板之后抵抗張力彈簧的作用從而與致動活塞一起復(fù)位力輸入元件所需的復(fù)位彈簧同樣可采用較弱的設(shè)計，這是因為只需克服較弱復(fù)位彈簧的相應(yīng)減小的彈性作用即可。然而，該復(fù)位彈簧在致動之后產(chǎn)生阻力，使得駕駛員需要通過對踏板的致動而克服該阻力。給定因而相應(yīng)較弱的復(fù)位彈簧，該致動力也同樣會較低?？傊?，因此，由于有目的地選擇利用氣動功能腔室中存在的壓力，因此作用于閥元件上的張力彈簧可采用較弱的設(shè)計，從而在復(fù)位情形下克服張力彈簧的阻力的復(fù)位彈簧也可采用較弱的設(shè)計，這對于駕駛員來說是有利的，這是因為與現(xiàn)有技術(shù)中的情形相比，其也因而只需施加較低的致動力即可獲得相同的制動效果。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個改型例提供了:所述張力彈簧至少部分地容納在所述氣動功能腔室中。這意味著，所述氣動功能腔室也可用來以節(jié)約空間的方式容納復(fù)位彈簧。在此情況下，該復(fù)位彈簧的一端抵靠所述閥元件被支撐，其另一端直接或通過中間部件抵靠所述控制閥殼體而被支撐。
[0010]本發(fā)明的一個改型例提供了:所述閥元件包括至少一個閥部分，該至少一個閥部分根據(jù)當前致動位置進行氣動密封或形成流體通道。從而所述閥元件可被選擇性地移動到以下狀態(tài)，在該狀態(tài)下，按照上述說明所述閥元件密封或鎖住氣動功能腔室，從而可利用氣動功能腔室中的壓力差，或者使所述閥元件移動到另一狀態(tài)，在該狀態(tài)下，所述閥元件能形成流體通道，從而實現(xiàn)壓力均衡化。具體而言，在這一方面，所述閥元件設(shè)置成包括第一閥部分，該第一閥部分在第一操作位置形成流體通道，以使所述氣動功能腔室與周圍環(huán)境形成流體連通，并且該第一閥部分在第二操作位置使所述氣動功能腔室與周圍環(huán)境隔離開。在這一方面的變型例使所述閥元件設(shè)置成還包括第二閥部分，該第二閥部分在所述第一操作位置使所述氣動功能腔室與所述真空腔室隔離開，并且在所述第二操作位置使所述氣動功能腔室與所述真空腔室連通。在此情況下，根據(jù)本發(fā)明可設(shè)置成，在所述第一操作位置，所述制動助力器處于初始狀態(tài)或者由于所述力輸入元件的致動而處于致動狀態(tài)，并且在所述第二操作位置，所述制動助力器處于釋放狀態(tài)，在該釋放狀態(tài)下，所述制動助力器從所述致動狀態(tài)返回到所述初始狀態(tài)。換言之，根據(jù)本發(fā)明可設(shè)置成，在制動踏板的初始位置，即，在制動踏板的非致動位置，并且因而力輸入元件也相應(yīng)地處于初始位置，氣動功能腔室內(nèi)存在大氣壓力，這是因為處于該初始位置的閥元件將氣動功能腔室與工作腔室和真空腔室隔絕開來，但是在周圍環(huán)境與氣動功能腔室之間形成了流體連通。如果由于致動制動踏板來使力輸入元件移位從而可以說處于致動狀態(tài)的制動助力器進行操作以增加致動力，則如在簡介部分中提及的那樣，具有的效果在于，在工作腔室與周圍環(huán)境之間建立了流體連通，從而與真空腔室相比，在工作腔室中形成了壓力。在該致動位置，閥元件處的氣動功能腔室中仍存在大氣壓力，并且該大氣壓力將閥元件壓靠在控制閥殼體上的密封座上，從而密封住真空腔室。而且在平衡狀態(tài)下，氣動功能腔室中由于經(jīng)由第一閥部分而形成的相應(yīng)連通而存在大氣壓力，其中，在制動踏板的下壓狀態(tài)下，一旦可動壁與控制閥殼體一起已經(jīng)前進并且兩個閥座再次抵靠閥元件定位，就形成了該平衡狀態(tài)。
[0011]然而，如果制動踏板被釋放而使得力輸入元件在復(fù)位彈簧的作用下沿著其初始位置的方向向后移動，則閥元件借助控制活塞而向后運動，其中所述第一閥部分運動到其第二致動位置，在該第二致動位置，該第一閥部分將氣動功能腔室與周圍環(huán)境隔離開。在該運動的過程中，第二閥部分可以說移動到第二致動位置，在該第二致動位置，該第二閥部分將氣動功能腔室與真空腔室連通。這使得在真空腔室與氣動功能腔室之間形成壓力均衡化，即，在氣動功能腔室內(nèi)存在低于大氣壓力的壓力。這反而意味著，在制動踏板釋放后由復(fù)位彈簧引起的向后運動無需克服氣動功能腔室中的過壓，這是因為氣動功能腔室與真空腔室的壓力相等。
[0012]因此，換言之，在初始位置并且在制動助力器被致動之后，所述氣動功能腔室就用作過壓腔室，從而，與工作腔室和/或真空腔室中存在的壓力相比氣動功能腔室中存在的過壓還使閥元件被密封抵接在密封座上。該過壓使得閥元件處的張力彈簧可采用較弱的設(shè)計。在復(fù)位的過程中，由于因此有目的地實現(xiàn)壓力均衡化，從而只需克服相應(yīng)較弱的張力彈簧的較低彈性作用，因此，可以采用可以說較弱的復(fù)位彈簧。
[0013]至于閥元件的機械構(gòu)造，為了形成所述至少一個閥部分，該閥元件可以設(shè)置成構(gòu)造有至少一個密封唇，所述至少一個密封唇沿著所述控制閥殼體上的或聯(lián)接至所述控制閥殼體的部件上的相應(yīng)接觸表面以密封的方式滑動，其中，所述接觸表面具有至少一個局部通道區(qū)域，根據(jù)所述密封唇的位置，該局部通道區(qū)域能形成流體通道。相應(yīng)的密封唇通過與控制閥殼體上的或聯(lián)接至控制閥殼體的部件上的相應(yīng)接觸表面相互作用，而實現(xiàn)可靠的密封。然而，一旦閥元件使其至少一個密封唇沿著接觸表面滑動到局部通道區(qū)域中，就失去了密封效果，而形成了流體連通。在此情形下，可設(shè)置成如下形式，即，所述至少一個局部通道區(qū)域構(gòu)造成位于所述控制閥殼體上或聯(lián)接至所述控制閥殼體的部件上的局部凹部或局部凸起的形式。從而通過形成允許空氣流穿過相應(yīng)的密封唇的局部旁通腔道而建立起流體連通。
[0014]本發(fā)明的一個變型例提供了:聯(lián)接至所述控制閥殼體的所述部件由固定在該控制閥殼體中的密封環(huán)形成。該密封環(huán)隨后可以以密封的方式裝配，從而簡化了組裝。有利的是，張力彈簧也抵靠該密封環(huán)被支撐。而且，如上所述，可在該密封環(huán)上形成接觸表面。
[0015]本發(fā)明的一個變型例提供了:所述閥元件的截面具有U形輪廓，其中在所述U形的每個側(cè)翼上，優(yōu)選地在這每個側(cè)翼的自由端上設(shè)置有密封唇。在這樣的情況下，所述閥元件作為整體呈環(huán)狀構(gòu)造，其中橫截面呈U形輪廓。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，其還可設(shè)置成如下形式，S卩，所述閥元件具有密封表面，該密封表面能密封地移動以與所述第一和密封座第二密封座相互作用。該密封表面例如設(shè)置在所述U形的橫向側(cè)翼的端面上。[0017]本發(fā)明還涉及一種致動呈前述方式的制動助力器的方法，其中在所述U形的橫向側(cè)翼上設(shè)有密封表面。如已經(jīng)針對根據(jù)本發(fā)明的制動助力器已在以上說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于，選擇性地利用氣動功能腔室中的過壓以及因此而在閥元件處產(chǎn)生的壓力差。
[0018]現(xiàn)在將參照附圖以示例的方式描述本發(fā)明。附圖中:
[0019]圖1以縱向截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明的制動助力器的細節(jié)，其中制動助力器位于非致動的初始位置；
[0020]圖2為與圖1對應(yīng)的處于以下位置的視圖，在該位置中，力輸入元件由于制動踏板的致動而已被致動；以及
[0021]圖3為與圖1和圖2對應(yīng)的視圖，其中，由于制動踏板的釋放而使得力輸入元件已被釋放，從而該力輸入元件在復(fù)位彈簧的作用下向后運動。
[0022]圖1至圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于機動車輛制動系統(tǒng)的制動助力器12的控制閥10的細節(jié)。
[0023]諸如從現(xiàn)有技術(shù)已知的，例如從在簡介部分中引用的現(xiàn)有技術(shù)文獻已知的那樣，用于增強致動力的制動助力器的基本操作模式與常規(guī)的操作模式相同，即，所述致動力經(jīng)由可動壁借助于腔室結(jié)構(gòu)通過制動踏板施加，在該可動壁處基于當前的致動可以產(chǎn)生制動力輔助壓力差。為此，以下將集中描述本發(fā)明的制動助力器12，特別是控制閥10的表征性特征。
[0024]控制閥10具有控制閥殼體14。在該控制閥殼體14上，固定有保持環(huán)16，并且該保持環(huán)借助環(huán)狀密封件18而被密封地附接。在該控制閥殼體14中，聯(lián)接至制動踏板的力輸入元件20以可移位的方式被引導(dǎo)。該力輸入元件20具有球形頭部22，該球形頭部22容納在控制活塞24中，并且固定至該控制活塞24以進行聯(lián)合運動?？刂苹钊?4具有鎖定元件26，該鎖定元件限定控制活塞24相對于控制閥殼體14的運動。力輸入元件20由復(fù)位彈簧28預(yù)先施加應(yīng)力，而使其相對于控制閥殼體14處于如圖1所示的初始位置。復(fù)位彈簧28的一端抵靠保持環(huán)16被支撐，另一端抵靠力輸入元件20的未示出區(qū)域被支撐。復(fù)位彈簧28呈錐形構(gòu)造。
[0025]在控制閥殼體14上設(shè)置有第一密封座30，該第一密封座以環(huán)狀珠的形式繞控制閥殼體的縱向軸線A在周向方向上延伸。在控制活塞24上還徑向地布置有第二密封座32，該第二密封座同樣以環(huán)狀珠的形式繞縱向軸線A延伸。在靠近密封座30、32的區(qū)域中還設(shè)有閥元件34。該閥元件呈環(huán)狀構(gòu)造,并且繞縱向軸線A在周向方向上延伸。在圖1所示的截面中，該閥元件呈U形輪廓。閥元件34包括具有對應(yīng)的U形輪廓的環(huán)狀金屬片部36，該環(huán)狀金屬片部36由橡膠彈性層38圍繞。在根據(jù)圖1至圖3的截面圖中，閥元件34包括徑向外縱向側(cè)翼40、徑向內(nèi)縱向側(cè)翼42以及橫向側(cè)翼44。在這兩個縱向側(cè)翼40和42的自由端中的每個自由端上都設(shè)置有密封唇46、48。橫向側(cè)翼44在其在圖1至圖3的面向左的端面處形成有密封表面50，該密封表面50可以移動成流體密封地抵接在兩個密封座30和32上。還設(shè)有張力彈簧52，該張力彈簧的一端支撐保持環(huán)16并且借助于環(huán)狀突起53抵靠保持環(huán)16被定位，并且該張力彈簧的另一端部沿著兩個密封座30和32的方向擠壓閥元件34。
[0026]在張力彈簧52的作用下和/或抵抗張力彈簧52的作用，閥元件34可相對于控制閥殼體14在縱向軸線A的方向上移位。閥元件34與控制閥殼體14和保持環(huán)16 —起圍成了氣動功能腔室54。在該氣動功能腔室54中，容納有張力彈簧52。
[0027]從圖1中可進一步看到，在控制閥殼體14中靠近保持環(huán)16的接觸區(qū)域設(shè)置有局部槽狀凹部56。這些槽狀凹部沿著周向均勻地分布，并且結(jié)合在控制閥殼體14的內(nèi)周表面58中。在保持環(huán)16的管狀凸起62上設(shè)置有相似的槽狀凹部60。這些凹部60繞該管狀凸起62的外周表面64以規(guī)則的角距離分布。
[0028]現(xiàn)在接著詳細地描述控制閥10基于力輸入元件20的致動的操作模式。圖1示出了制動助力器12的初始位置，即，示出了這樣一種狀態(tài)，其中，制動踏板還未被致動并且力輸入元件20處于非致動狀態(tài)。在該狀態(tài)下，在繞力輸入元件20的區(qū)域70中以及因此在閥元件的徑向內(nèi)側(cè)的區(qū)域70中存在大氣壓力。在閥元件34的徑向外側(cè)的與真空腔室連通的區(qū)域72中，在真空腔室中處存在低壓(真空)。在位于閥座30、32之間的與工作腔室流體連通的區(qū)域74中，在該操作狀態(tài)下該區(qū)域也同樣基本處于真空下。在初始位置，閥元件34受到張力彈簧62的擠壓，從而抵接在兩個閥座30、32上。外密封唇46密封地抵靠控制閥殼體14的內(nèi)周表面58定位。該外密封唇位于外側(cè)，即，相對于凹部56軸向前進。
[0029]另一方面，在該初始位置，內(nèi)密封唇48抵接在外周表面64的設(shè)置有槽狀凹部60的外周表面區(qū)域上定位。因此，密封唇48不會將氣動功能腔室54與始終處于大氣壓力下的腔室70隔絕開來。相反地，在腔室70和氣動功能腔室54之間存在流體連通。因此，在氣動功能腔室54中同樣存在大氣壓力。因為在氣動功能腔室54中存在大氣壓力，并且該大氣壓力高于區(qū)域72中和區(qū)域74中的低壓，因此具有如下效果:在閥元件34處存在壓力差，借助該壓力差以及借助張力彈簧52的預(yù)應(yīng)力，閥元件34被壓靠在閥座30、32上。在氣動功能腔室54 (大氣壓力)和閥座32的徑向外側(cè)的與真空腔室和/或工作腔室(真空)連通的區(qū)域72、74之間的壓力差對于該附加擠壓力而言是十分重要的。
[0030]圖2示出了致動位置。由于致動了制動踏板，因此在力輸入元件20上施加有力FB，從而力輸入元件20在控制閥殼體14中前進。因為力輸入元件與控制活塞24的運動耦合，從而控制活塞24也同樣沿著縱向軸線A的方向相對于控制閥殼體14向左方向前運動。在此情況下，閥座32被抬離密封表面50，從而在腔室70和與工作腔室連通的腔室74之間形成流體連通。換言之，由于密封座32的抬升，在工作腔室中通過流體連通而形成大氣壓力。該密封座30保持密封抵接在密封表面50上，這樣，在與真空腔室連通的區(qū)域72中仍為真空。氣動功能腔室54也仍然通過槽狀凹部60與區(qū)域70保持連通，這樣，在氣動功能腔室54中仍然存在大氣壓力。徑向外密封唇46仍然將氣動功能腔室54與和真空腔室連通的區(qū)域72隔絕開來。因此，如上所述，在閥元件34處，在氣動功能腔室54和與真空腔室連通的區(qū)域72之間存在壓力差。該壓力差(氣動功能腔室54中的過壓力)與張力彈簧52的作用一起確保了閥元件34仍然被擠壓成密封抵接在密封座30上。
[0031]因此在根據(jù)圖2的剛進行致動的操作位置中，可以利用氣動功能腔室54和與真空腔室連通的區(qū)域72之間的該壓力差來將閥元件壓靠在密封座30上。應(yīng)提及的是，該壓力差僅在閥元件34的位于密封座30的徑向外側(cè)的有效表面區(qū)域中產(chǎn)生作用。
[0032]如公知的那樣，如圖2所示，隨著致動，制動助力器12做出響應(yīng)，使得借助在可動壁(未示出)處建立的壓力差，控制閥殼體14沿著縱向軸線A在圖2向左前進。閥元件也相應(yīng)地前進，并且因此緊隨控制活塞的運動，從而最終在均衡狀態(tài)下，閥元件34自身定位成使其接觸表面50再次位于密封座32上并且封閉密封座32。在該均衡狀態(tài)下，與真空腔室和與該真空腔室連通的區(qū)域72相比，氣動功能腔室54中也存在過壓。在駕駛員例如將制動踏板保持在特定致動狀態(tài)下且制動助力器將其致動力增加到恒定程度時，會存在該平衡狀態(tài)。
[0033]如果駕駛員隨后釋放制動踏板以終止制動操作，則力輸入元件20運動離開根據(jù)圖2所示的狀態(tài)，并且不再受到復(fù)位彈簧28的作用而沿著根據(jù)圖1的初始位置的方向向后運動。圖3示出了該復(fù)位操作。
[0034]復(fù)位彈簧28伸展并且沿著縱向軸線A向右擠壓力輸入元件20。在此情況下，閥元件34抵抗圖3中的張力彈簧52的作用而借助控制活塞24以及形成在該控制活塞上的密封座32向右運動?？刂崎y殼體14最初保持在根據(jù)圖2的前進位置。換言之，由于力輸入元件20的復(fù)位運動，閥元件34因而相對于控制殼體14向右移位，其中，張力彈簧52在復(fù)位彈簧28的作用下被壓縮。密封座30因而被抬離密封表面50，從而在與真空腔室流體連通的區(qū)域72和與工作腔室流體連通的區(qū)域74之間形成流體連通。這樣，可確?？蓜颖谔幍膲毫饣?br> [0035]然而，問題主要在于，由于力輸入元件20的這樣的運動以及隨之產(chǎn)生的閥元件34相對于控制閥殼體14的移位，下密封唇48因此被推出凹部60的區(qū)域，并且運動成密封抵接在保持環(huán)16的外周表面64上。因此，氣動功能腔室54相對于區(qū)域70并且因而相對于周圍環(huán)境而被以密封的方式封閉。另一方面，因為閥元件34的移位，因此外密封唇46被推離與內(nèi)周表面58的密封抵接，且移位到凹部56的區(qū)域中。在該區(qū)域56中，密封唇46不再在氣動功能腔室54與區(qū)域72之間提供流體密封。相反地，經(jīng)由凹部56在氣動功能腔室54和區(qū)域72之間建立了流體連通。因此其結(jié)果是在與真空腔室連通的區(qū)域72和氣動功能腔室54之間形成壓力均衡化。這意味著,在力輸入元件20的復(fù)位運動一結(jié)束,氣動功能腔室54的壓力即被釋放，從而，一旦閥元件34在復(fù)位彈簧28的作用下在圖3中向著右側(cè)移位，就只需克服張力彈簧52的反作用力即可，而無需克服在氣動功能腔室54中存在的過壓。換言之，在復(fù)位運動之后，氣動功能腔室54的壓力被釋放，從而在該壓力均衡化之后，在該氣動功能腔室54中先前存在的過壓不再阻礙復(fù)位運動。
[0036]一旦在未示出的可動壁處產(chǎn)生了對應(yīng)的壓力均衡化，控制閥殼體14就在未示出的復(fù)位彈簧的作用下向后運動，并且其自身定位成使其密封座30再次定位在密封表面50上。由于該相對運動，張力彈簧52可以伸展。制動助力器最終將處在圖1所示的初始位置。
[0037]對根據(jù)本發(fā)明的制動助力器的操作模式的以上描述因此表明了:基于力輸入元件20的當前致動位置并因而基于閥元件34的當前操作位置，氣動功能腔室54可選擇性地相對于真空腔室以及與該真空腔室連通的區(qū)域72充當“壓力腔室”的作用，或者相對于與真空腔室連通的區(qū)域72可以保持壓力均衡化。因此，在閥元件34密封抵接在密封座30上時，可利用過壓保持該密封抵接。另一方面，在需要進行復(fù)位作用時，通過在開始復(fù)位運動之后立即采取的這樣的操作模式，可以使氣動功能腔室54的壓力得以釋放，從而使其內(nèi)存在的壓力不會阻礙復(fù)位運動。
[0038]選擇利用氣動功能腔室54中的過壓來維持密封座30處的密封效果，使得與現(xiàn)有技術(shù)中的情況相比，可將張力彈簧整體上設(shè)計得較弱，其中，在力輸入元件的每個致動位置，與氣動功能腔室54對應(yīng)的容積區(qū)域被永久地釋放壓力。由于根據(jù)本發(fā)明選擇性地將氣動功能腔室54用作壓力腔室，從而可將張力彈簧52設(shè)計得較弱，這繼而使得能將復(fù)位彈簧28設(shè)計得較弱，這是因為，在復(fù)位運動的情況下，復(fù)位彈簧28只需相應(yīng)地克服較弱張力彈簧52的較弱反作用力即可。復(fù)位彈簧28的較弱設(shè)計繼而具有這樣的效果，即，在致動制動踏板后，只需克服較低的阻力，即復(fù)位彈簧28的對應(yīng)減小的反作用力，就可使力輸入元件20偏離。
[0039]由于可有目的地選擇使用氣動功能腔室54，因此根據(jù)本發(fā)明，可將張力彈簧52以及因此將復(fù)位彈簧28設(shè)計得較弱，與現(xiàn)有技術(shù)相比這整體上有利于制動助力器的致動。通過閥元件34處的相對簡單的構(gòu)造措施實現(xiàn)了這樣的優(yōu)點，而基本上沒有改變制動助力器的基本結(jié)構(gòu)。
[0040]總之，本發(fā)明提供一種制動助力器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該制動助力器在其操作模式方向特別是力平衡方面具有相當大的改進。
【權(quán)利要求】
1.一種用于機動車輛制動系統(tǒng)的制動助力器(12)，所述制動助力器包括: -力輸入元件(20)，所述力輸入元件聯(lián)接至制動踏板或者能夠聯(lián)接至制動踏板； -腔室結(jié)構(gòu)，所述腔室結(jié)構(gòu)具有由可動壁彼此隔離的工作腔室(74)和真空腔室(72)；以及 -控制裝置，所述控制裝置具有控制閥(10 )，借助該控制閥，由于所述力輸入元件(20 )的移位，能選擇性地使所述工作腔室(74)與所述真空腔室(72)連通或與周圍環(huán)境(70)連通， 其中，所述控制閥(10)具有控制閥殼體(14)，該控制閥殼體與所述可動壁相聯(lián)接，并且在所述控制閥殼體中，所述力輸入元件(20)抵抗復(fù)位彈簧(28)的作用與控制活塞(24)一起以可移位的方式被引導(dǎo)，而且其中，所述控制閥(10)還具有閥元件(34)，該閥元件借助于張力彈簧(52)選擇性地被預(yù)加應(yīng)力而使該閥元件密封抵接在設(shè)置于所述控制閥殼體(14)上的第一閥座(30)上并且密封抵接在設(shè)置于所述控制閥(10)的所述控制活塞(24)上的第二閥座(32)上， 其特征在于，能借助所述閥元件(34)以密封的方式封閉氣動功能腔室(54)，并且根據(jù)所述力輸入元件(20)的當前致動位置能選擇性地使所述氣動功能腔室(54)與所述真空腔室(72)連通或與所述周圍環(huán)境(70)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動助力器(12)，其特征在于，所述張力彈簧(52)至少部分地容納在所述氣動功能腔室(54)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制動助力器(12)，其特征在于，所述閥元件(34)具有至少一個閥部分(46，48)， 該至少一個閥部分根據(jù)當前致動位置進行氣動密封或形成流體通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制動助力器(12)，其特征在于，所述閥元件(34)具有第一閥部分(48)，該第一閥部分在第一操作位置形成流體通道，以使所述氣動功能腔室(54)與所述周圍環(huán)境(70)形成流體連通，并且該第一閥部分在第二操作位置將所述氣動功能腔室(54)與所述周圍環(huán)境(70)隔離開。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制動助力器，其特征在于，所述閥元件(34)具有第二閥部分(46)，該第二閥部分在所述第一操作位置將所述氣動功能腔室(54)與所述真空腔室(72)隔離開，并且該第二閥部分在所述第二操作位置使所述氣動功能腔室(54)與所述真空腔室(72)流體連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制動助力器(12)，其特征在于，在所述第一操作位置，所述制動助力器(12)處于初始狀態(tài)或由于所述力輸入元件(20)的致動而處于致動狀態(tài)，并且在所述第二操作位置，所述制動助力器(12)處于釋放狀態(tài)，在該釋放狀態(tài)下，所述制動助力器(12)從所述致動狀態(tài)返回到所述初始狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的制動助力器(12)，其特征在于，為了形成所述至少一個閥部分，所述閥元件(34)構(gòu)造為具有至少一個密封唇(46、48),這至少一個密封唇沿著所述控制閥殼體(14)上的或聯(lián)接至所述控制閥殼體的部件上的相應(yīng)接觸表面(58，64)以密封的方式滑動，其中，所述接觸表面(58，64)具有至少一個局部通道區(qū)域(56，60)，根據(jù)所述密封唇(46，48)的位置，所述至少一個局部通道區(qū)域能形成流體通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制動助力器(12)，其特征在于，所述至少一個局部通道區(qū)域構(gòu)造成位于所述控制閥殼體(14)上的或位于聯(lián)接至所述控制閥殼體(14)的部件(16)上的局部凹部(46，48)或局部凸起的形式。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的制動助力器(12)，其特征在于，聯(lián)接至所述控制閥殼體(14)的所述部件(16)由固定在該控制閥殼體中的密封環(huán)形成。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的制動助力器(12)，其特征在于，所述閥元件(34)的截面具有U形輪廓，其中在所述U形的每個側(cè)翼(40，42)上優(yōu)選在這每個側(cè)翼(40，42)的自由端上設(shè)置有密封唇(46，48)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的制動助力器(12)，其特征在于，所述閥元件(34)具有密封表面(30)，該密封表面能密封地移動以與所述第一密封座(30)和所述第二密封座(32)相互作用。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制動助力器(12)，其特征在于，所述密封表面(50)設(shè)置在所述U形的橫向側(cè)翼(44)上。
13.—種致動根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的制動助力器的方法，其中，在所述制動助力器的非操作狀態(tài)和致動位置，所述氣動功能腔室與所述周圍環(huán)境流體連通并且與所述真空腔室密封地隔離，而且其中，在釋放了所述力輸入元件之后，所述氣動功能腔室與所述真空腔室流體連通并且與所述`周圍環(huán)境密封地隔離。
【文檔編號】B60T13/57GK103459216SQ201280017755
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月12日
【發(fā)明者】D·洛佩茲·拉雷基, H·M·吉斯 申請人:盧卡斯汽車股份有限公司