串联气动制动助力器.pdf

本发明涉及一种车用串联气动制动助力器(1)。目的是为了防止助力器推杆(4)阻塞在最大行程位置处。这种阻塞伴随着第一板裙(12)密封附接到串联助力器的密封件(22)上。这种密封阻塞了第一前室(5)内的真空。为了防止这种阻塞，将压靠于密封件的气动活塞(3)的第一密封唇(23)做成锯齿状。齿可阻止板裙(12)与整个密封件(22)密封附接。这种附接的存在可以使气体泄漏到第一前室(5)内，从而允许回复到自由位置。

权利要求书
1.  一种车用串联气动制动助力器(1)，其包括：
壳体(2)，
在壳体中滑动的气动活塞(3)，
两对室，每一对室包括前室(5，7)和后室(6，8)，前室比后室更靠近制动主缸，
在助力器内的固定隔板(14)，其将第一前室(5)与第二后室(8)隔开，
第一板裙(12)，其将第一前室(5)与第一后室(6)隔开，以及第二板裙(13)，其将第二前室(7)与第二后室(8)隔开，这些板裙是可移动的、密封的，并且可以使气动活塞(3)移动，
安装到固定隔板上的密封件(22)，气动活塞(3)以密封方式在密封件(22)内滑动，
该密封件包括第一密卦唇(23)，该第一密封唇以密封方式压在气动活塞(3)上，并且与气动活塞的运动轴线平行地延伸，
其特征在于，第一密封唇(23)呈锯齿状。

2.  根据权利要求1所述的助力器，其特征在于，锯齿包括由间隔分隔的齿，两个齿(30)之间的间隔(31)与气动活塞的活塞体上的管道(10)的出口(35)相对布置，以设置在第一前室(5)和第二前室(7)之间的连通(9)。

3.  根据权利要求1至2之一所述的助力器，其特征在于，第一密封唇(23)的齿(30)均匀间隔。

4.  根据权利要求1至3之一所述的助力器，其特征在于，密封件包括第二密封唇(24)，该第二密封唇在第一前室(5)中沿垂直于气动活塞(3)的运动轴线的方向延伸，该第二密封唇包括在其与第一板裙(12)相对的壁(27)上布置的突出物(26)，两个齿(30)之间的间隔(31)与两个突出物(26)之间的间隔(28)相对布置。

5.  根据权利要求4所述的助力器，其特征在于，突出物(26)的数量是齿(30)的数量的两倍。

6.  根据权利要求4至5之一所述的助力器，其特征在于，一个齿与两个突出物之间的间隔相对布置。

7.  根据权利要求4至6之一所述的助力器，其特征在于，第二密封唇(23)的突出物(26)均匀间隔。

8.  根据权利要求4至7之一所述的助力器，其特征在于，齿(30)形成的弧形(33)的长度等于分隔并排的两个突出物(26)的相对端的长度。

9.  根据权利要求4至8之一所述的助力器，其特征在于，齿沿着第一板裙的方向上升高到比突出物的更高的高度。

10.  根据权利要求1至9之一所述的助力器，其特征在于，密封件(22)由橡胶制成。

说明书串联气动制动助力器
技术领域
本发明涉及一种车用的串联气动制动助力器。本发明的目的是在助力器推杆达到最大行程后，使制动踏板能回复到自由位置。本发明防止助力器的第一前室内的真空滞留。本发明特别涉及车辆领域，但同时也可以应用于其它领域。
背景技术
车用的串联气动制动助力器位于车辆的制动踏板和主缸之间。助力器可用来将驾驶员的脚作用到制动踏板的压力转化为气动放大压力。这个气动放大压力用于对车辆进行制动。于是，在驾驶员踏下制动踏板时，助力器可以显著地降低由驾驶员提供的作用力。
在助力器壳体内，这样的助力器包括与第二前室和第二后室串联设置的前室和第一后室。第一前室和第二前室分别比第一后室和第二后室布置得更靠近制动主缸。第二前室和第二后室分别比第一前室和第一后室布置得更靠近主缸。
每个室都包括可变容积。第一和第二前室分别通过第一和第二板裙以密封方式与第一和第二后室隔离。每个板裙都由一个密封的、弹性的膜与一个刚性板连接而成。板裙的膜支撑在刚性板上。刚性板压靠在气动活塞上，该气动活塞形成用于驱动主缸的推杆。膜在一侧与气动活塞相连，在另一侧与与气动活塞相对的助力器壳体的壁相连。
第一前室通过位于助力器内的固定刚性隔板与第二后室以密封方式隔离。这个固定隔板固定安装到与气动活塞相对的壳体的壁上。
第一和第二前室通过一个或多个连通管道彼此相通。这样的连通管道通到气动活塞的中央中空部分。在不削弱气动活塞的结构的前提下，气动活塞内的管道的数量必须足以允许第一前室和气动活塞的中央中空部分的良好连通。位于活塞中央中空部分和第一前室之间的这些连通管道，其一端通到第一前室中位于与第一板裙的承载表面靠近的位置。它们的另一端通到气动活塞的中央中空部分。与主缸相对的气动活塞的中央中空部分是开口的，并且与第二前室相通。
前室中的一个，通常是第二前室，与真空源相连。例如，该真空源可例如是一个安装到助力器壳体的真空泵。该真空泵与前室相通。由于位于两个前室之间的连通管道，真空泵能保持两个前室中的真空。
助力器进一步包括连通阀。根据气动活塞在助力器中的位置，这个阀能阻止前室和后室之间的连通以及后室和大气压之间的连通。
在自由位置时，也就是说当气动活塞没有由助力器向前推动时，前室与后室自由连通。这些室都与大气压隔离。这样，由真空泵产生的真空在前室和后室中形成。
制动时，在气动活塞在助力器内运动的第一阶段中，前室和后室之间的连通由连通阀切断。于是，前室与后室隔离开。
在活塞运动的第二阶段中，后室与大气相通。当后室与大气相通时，前室仍与后室隔离，且仍处于真空。
后室与大气相通使得后室中的压力上升到与大气压力相等的水平。于是，在前室和后室之年产生了压力差。这种压力差使得将前室与后室隔开的板裙向前移动，以及对设置有板裙的气动活塞进行移动。
回位弹簧通常设置在这样的助力器中。回位弹簧的作用是为了帮助气动活塞在制动后回到自由位置。这样的回位弹簧在一侧压靠在靠近主缸的助力器的壁上，在另一侧压靠在气动活塞上。
一旦制动踏板不再受压，回位弹簧就会推动气动活塞回到它的自由位置。于是，后室不再与大气相通。后室和前室之间的连通关系重新建立。这样，前室中存在的真空就扩展到后室中了。
在不阻碍气动活塞在助力器中运动的前提下，为了能够对隔离第一前室和第二后室的刚性隔板进行密封，密封件被设置在固定刚性隔板的内部开口。这个密封件以密封方式完全包围气动活塞。当它运动时，气动活塞在这个密封件内以密封方式滑动。当后室中的压力上升时，密封件的密封性可阻止前室中的真空消失。
这样的密封件包括第一密封唇。第一密封唇与气动活塞的运动轴线平行延伸。第一密封唇在制动时沿与气动活塞的行程方向相反的方向延伸。第一密封唇以密封方式压靠在气动活塞的壁上。第一密封唇嵌入在第一前室中。第一密封唇可在第一前室和第二后室之间提供密封。
在制动过程中，由推杆驱动的主缸所实现的最大运动冲程必须始终比助力器的气动活塞的运动行程小。在这种方式下，在第一室的板裙与固定刚性隔板接触之前，推杆就在主缸中停止运动。因此，主缸中的最大行程必须比推杆的最大行程小。当主缸和助力器的气动活塞具有极相似的行程时，尤其是由于制造公差或者压力造成的助力器的部件出现变形间隙，就有可能使第一板裙与安装到固定刚性隔板上的密封件接触。
第一板裙和密封件之间的接触发生在压靠于气动活塞的壁上的第一密封唇的边缘上。如必要的话，这种接触发生在与第一板裙面对的第二密封唇的壁上。这种接触使第一板裙附连到密封件上。当这样的附连发生时，两个前室之间就不再有连通。特别地，与板裙附连的密封件以密封的方式插在第一前室和连通管道之间，该连通管道在气动活塞上的前室之间。
这样，第一前室的真空被维持在第一前室内。于是，当施加到气动活塞上的压力被释放时，产生的吸气作用会阻止第一板裙与密封件分离。由于第一板裙与气动活塞固定连接，因此，助力器内的气动活塞不可能回复到自由位置。结果制动踏板不再回位。车辆仍然不能动，或者，最多，慢慢地释放。
为了解决这个问题，可以使用一个更有力的回位弹簧。然而，这样一个弹簧，尽管在真空时有足够大的强度将第一密封唇从与板裙之间的密封状态中释放出来，但却会由于各室之间的压力差而降低板裙的推力效率。这样的话，板裙就不能再以一种令人满意的方式移动气动活塞，助力器也就不能准确地完成它的功能。
另一个设想的解决方案是在与固定隔板连接的密封件的第二密封唇的壁上设置突出物，该壁与第一板裙相对。这些突出物可以产生一个用来释放第一前室中的真空的环形空间。这个空间被认为可以阻止真空存留在第一前室中。然而，经验证明这样的解决方案是无效的。尤其是，由压力引起的密封件和第一板裙的变形并不能阻止真空被困在第一前室中。这种解决方案不能在前室之间提供足够的连通。
发明内容
为了解决这个问题，本发明安排在密封件与第一板裙相对的第一密封唇的边缘上设置突出物，同时，这些边缘上的这些突出物与位于密封件的第二密封唇的突出物相联。密封件的第一密封唇具有锯齿状唇的形状。
当第一板裙朝着将第一前室和第二后室分离的固定隔板移动时，第一板裙压向密封件的第一密封唇的齿的顶部。
于是，密封件的第一密封唇的齿之间的间隔产生了连通泄漏。在这个间隔，板裙不能以密封的方式抵接到密封件。同样，这种连通泄漏也可以在密封件的第二密封唇上的突出物之间延伸。这样，通过这些连通泄漏，真空可以被释放，并且不再封闭在第一前室内。由真空产生的吸气作用也不再存在，于是，第一板裙和气动活塞能够回到自由位置。
因此，本发明的主题是车用串联气动制动助力器，其包括：壳体；在壳体中滑动的气动活塞；两对室，每一对室包括前室和后室，前室比后室更靠近制动主缸；助力器内的固定隔板，其将第一前室与第二后室隔开；第一板裙，其将第一前室与第一后室隔开；以及第二板裙，其将第二前室与第二后室隔开，这些板裙是可移动的、密封的，并且可以使气动活塞移动；安装到固定隔板上的密封件，气动活塞以密封方式在密封件内滑动，这个密封件包括第一密封唇，其以密封方式压在气动活塞上，并且与气动活塞的运动轴线平行地延伸，其特征在于，第一密封唇呈锯齿状。
附图说明
通过阅读接下来的描述以及对其附带的附图的分析，可以更好的理解本发明。后者只是作为指示，对本发明并没有任何限制。附图表示：
图1是自由状态时串联助力器的部分截面图；
图2是在气动活塞达到最大行程后，带有公知密封件的串联助力器的部分截面图；
图3是在根据本发明的串联助力器中安装在固定隔板上的密封件的部分示意透视图；
具体实施方式
图1示出自由状态时串联助力器的部分截面图。优选地，助力器1和它包括的大多数零件具有环形形状。助力器1包括外壳2。助力器1包括气动活塞3。这个气动活塞3包括用来在主缸上形成压力的推杆4。
助力器1包括第一前室5和第一后室6。助力器还包括第二前室7和第二后室8。
第一前室5通过形成在气动活塞3内的连通管道9与第二前室7连通。这个连通管道9在一端35通向第一前室5，在另一端36通向在活塞3的中央中空部分37。中央中空部分37通向第二前室7。
第一后室6始终通过连通管道10与第二后室8连通。例如，这个连通管道10形成在壳体2的壁内。管道10经通道38穿过壳体2，通向第一后室6。管道10经通道39穿过壳体2，通向第二后室8。
助力器1进一步包括第一板裙12、第二板裙13和在助力器1内的固定隔板14。
第一板裙12包括刚性板15和弹性裙16。刚性板15和弹性裙16固定连接到活塞3上。弹性裙16还连接到壳体2与活塞3相对的壁上。第一板裙12将第一前室5和第一后室6密封隔开。
第二板裙13包括刚性板17和弹性裙18。刚性板17和弹性裙18固定连接到气动活塞3上。弹性裙18还连接到壳体2与活塞3相对的壁上。第二板裙13将第二前室7和第二后室8密封隔开。
板裙12和13在助力器1中是活动且密封的。特别地，板裙12和13在其移动过程中通过挤压活塞3的肩部带动气动活塞3一起移动。
固定隔板14固定安装到助力器1的壳体2上。固定隔板14将第一前室5和第二后室8密封隔开。固定隔板14是刚性的。气动活塞3在固定隔板14中形成的空间中滑动。
第一前室5由第一板裙12、活塞3、隔板14以及助力器1的壳体2划定界限。第二前室7由活塞3、助力器1的壳体2以及第二板裙13划定界限。第一后室由第一板裙12、活塞3以及助力器1的壳体2划定界限。第二后室由活塞3、隔板14、壳体2以及第二板裙13划定边界。组成助力器1的所有室都具有可变容积。
第一前室5和第二前室7分别比第一后室6和第二后室8更靠近主缸。而且，第二前室7和第二后室8分别比第一前室5和第一后室6更靠近主缸。
在自由状态，第一前室5和第二前室7与第一后室6和第二后室8连通。这种连通是通过位于气动活塞3上的连通阀(未示出)实现的。当活塞3在助力器1中运动时，这个连通阀阻止或允许前室和后室之间的连通。当活塞3在助力器1中运动时，这个连通阀还可阻止或者允许后室与大气之间的连通。
回位弹簧19安装在助力器1中。回位弹簧19的一端压紧在活塞3上，它的另一端压紧在用于界定助力器1的第二前室7的边界的壳体2的壁20上。回位弹簧19的作用是为了在活塞3前进冲程后，使活塞3回到自由位置。
真空泵21与第二前室7相连。真空泵21在第二前室7内产生真空。这个真空通过第一前室5和第二前室7之间的连通管道9扩展到第一前室5内。真空泵21可与车辆发动机的燃油供应回路相连。
在自由状态时，由连通阀提供的前室和后室之间的通道使得真空泵21产生的真空扩展到后室。
密封件22安装到固定隔板14上。在不妨碍活塞3在助力器1内运动的情况下，密封件22对第一前室5和第二后室8之间的固定隔板14进行密封。密封件22围绕活塞3。活塞3在密封件22内以密封方式滑动。
图2表示在对应于活塞3的最大行程的情况下，装有公知密封件的助力器1的部分截面图。在最大行程期间，活塞3的活塞体将阻止前室之间的连通。前室之间的这种连通阻塞是由于第一板裙12移动更靠近固定隔板14引起的。如果活塞3达到最大行程，并且如果主缸和气动活塞3具有相似的最大行程，那么第一板裙12就与密封件22附接。
密封件22包括以密封方式压靠在活塞3上的第一密封唇23。这个密封压力能实现第一前室5和第二后室8之间的密封性。
第一密封唇23在其在助力器中向前运动期间与活塞23的运动轴线平行地延伸。第一密封唇23在制动期间沿着与活塞3的运动相反的方向延伸。第一密封唇23在第一前室5中延伸。
通常，密封件22包括与第一板裙12相对的第二密封唇24。第二密封唇24在第一前室中在与活塞3的运动轴线垂直的平面中延伸。在密封件22上位于第一密封唇23和第二密封唇24之间的位置上可设有槽25。第二槽26可设置用来将密封件22安装于固定隔板14上；固定隔板14嵌入在第二槽26中。
在第一板裙12和密封件22接触时，刚性板15压在第一密封唇23上。这个压力通过刚性板15施加于密封件22的第一密封唇23上的压力呈密封性。因此，第一前室5内的真空被隔离且阻塞于第一前室5内。由于在对应最大行程时，第一密封唇23恰好与管道9的口35对齐，因此这种阻塞更容易发生。这种阻塞引起吸气作用，即，当在制动踏板上的压力被释放时，该吸气作用仍将第一板裙12阻止在其位置，也就是说第一板裙12与密封件22相附接。由于气动活塞3与板裙12固定连接，因此当驾驶员释放在制动踏板上的压力时，活塞3不能恢复到自由位置。
图3表示根据本发明的用于串联助力器1的密封件22的部分的例子的示意透视图。根据本发明，这样的密封件22的第一密封唇23带有如31的齿，呈锯齿状。
当第一板12与密封件22附接时，第一板裙12压在密封件22的第一密封唇23上。
根据本发明，第一板裙12压在第一密封唇23的齿31的顶部。通过将第一密封唇23的两个齿31分隔的间隔32，这些齿31防止第一板裙12以密封方式与密封件22附接。这样的话，在第一前室5和位于两个前室5、7之间的连通管道9之间就存在连通泄漏33。这个连通泄漏33在将两个齿31分隔的间隔32和第一板裙12之间通过。
这样，第一前室5内的真空不再由密封件22阻隔。这个真空可以通过连通泄漏33从第一前室5内得到释放。真空的释放可以允许板裙12和13以及活塞3不再被阻止在最大行程位置，并正常地回到自由位置。
在第一板裙12和密封件22接触时，为了在第一前室5和位于活塞3上的连通管道9之间提供有效的连通，两个齿31之间的间隔32必须位于与前室之间的连通管道9的开口35相对的位置。这样，齿31就不会压靠在这样的出口35上。第一密封唇23的一部分不会阻塞连通管道9。
最后，多个齿形成在密封唇23上，以与多个出口35相对应。当需要的时候，齿的分布规律与口的分布规律不同，从而可以始终保证泄漏量。实际上，齿的顶部31的长度比间隔32的长度大。齿的形状是直边缘。也可以将其做成正弦曲线轮廓。
在更极端的情况下，可能会出现第一板裙12与密封件22的第二密封唇24以密封方式附接。这种附接密封也能阻塞第一前室5中的真空，并且阻止气动活塞4回到自由位置。同样为了保证在这些情况下，第一前室5和连通管道9之间仍存在有效的连通泄漏，根据本发明，可以在第二密封唇24与第一板裙12面对的壁28上设置突出物27。这些突出物27能保证在第一前室5和齿31之间的间隔32产生的连通泄漏33之间存在连通泄漏30。这些连通泄漏30和33结合起来能阻止在这样的极端情况下第一前室5中的真空阻塞。
这些突出物27可以以凸起27的形式出现。这些凸起相对于密封唇24形成的冠平面突出。
为了使连通泄漏30和33之间的连通更容易，两个齿31之间的间隔32中的一个与两个突出物27之间的间隔29相对布置。
由于通过两个齿31之间的间隔32的连通比通过隔离两个突出物27的间隔29的连通更容易，因此突出物27的数量可比齿31的数量大。因此，突出物27的数量优选是齿31的数量的两倍。
由于齿31的数量比突出物27的数量小，齿31可与两个突出物27之间的间隔29相对布置。
以同样的方式以及与齿31相同的原因，可将突出物27在第二密封唇24的壁28上均匀间隔布置。
分隔齿31的间隔32有与分隔两个突出物27的间隔29的弧长相同的弧长。因此，齿31形成的弧长34与分隔并排的两个突出物27的相对端的长度40相等。
根据本发明，齿31在突出物27之前先与第一板裙12接触。这个特征有助于阻止第二密封唇24与第一板裙12之间的密封抵接。在这种情况下，齿31承受来自第二板裙12的压力，从而阻止突出物27承受太多的压力。出于这个目的，齿31朝着第一板裙12的方向上升的高度比突出物27的高。
最终，为了改善这样的密封件22的密封质量，密封件22由橡胶制成。