本发明涉及一种气动制动助力器，特别适用于机动车。

公知地，这种形式的助力器包括，一真空腔和一工作腔，它们被 一密封膜相互分隔，该密封膜由一裙形架支撑，以及一活塞，该活塞 在这两个腔的压差作用下沿一个方向可发生轴向位移，并通过一返回 弹簧在另一方向发生位移。

该助力器活塞被安装在一控制杆和一推杆之间，该控制杆被一制 动踏板驱动，该推杆驱动一制动主气缸的一活塞(通常是串列式主气 缸的主活塞)。

在该助力器的侧端，该控制杆被一柱塞终止，该柱塞在轴向位移 方向被引导在活塞座中。该座通向一作用盘，该作用盘由不可压缩材 料制成，例如弹性体等，其被插入活塞和推杆之间。

一个三通阀被围绕控制杆安装在该活塞中，并包括一环形调节门， 该环形调节门与一在该活塞上形成的密封座和在该柱塞上形成的一密 封座配合。该阀被控制杆的运动驱动，并控制供应给助力器的大气压 空气。

在静止时，在一非制动条件下，助力器的工作腔通过三通阀的调 节门与外部大气隔离，并与真空腔相通，真空腔本身与一真空源连接， 诸如机动车内燃发动机的进气歧管。当驾驶者踩压制动踏板时，控制 杆向助力器移动，并驱动三通阀，其调节门关闭两个腔之间的通路， 并打开向工作腔供应大气压空气的通路。在两个腔之间逐渐增加的压 差作用下，助力器的活塞使推杆向主气缸移动，从而在公知为跳越阶 段的制动起始阶段在制动回路中产生机械作用，然后，随着驾驶者继 续踩压制动踏板，助力器工作腔的压力继续增加，并且主气缸的输出 压力作为作用到控制杆上力的函数直线增加，直到达到饱和阶段，在 该阶段助力器的助力达到最大值并不再增加，工作腔中的压力等于大 气压力。

在该操作中，对于作用在控制杆上的给定力来说，主气缸的输出 压力由助力器供应的助力和在跳越阶段结尾的该压力值两者决定。

本发明的目的是，在紧急制动操作期间，在跳越阶段的结尾增加 主气缸的输出压力，并通过使用最少数量的附加零件以简单经济的方 式达此目的，并且不显著增加总体尺寸。

因此，本发明提供一种前述形式的气动制动助力器，包括安装在 一控制杆和一推杆之间的一活塞，该控制杆被一柱塞终止，该柱塞在 轴向位移方向被引导在活塞座中，和一被围绕控制杆安装在该活塞中 的三通阀，该阀包括一调节门，该调节门与一该活塞的座和一柱塞的 座配合，以选择性地向助力器供应大气压空气。其特征在于，该助力 器还包括一圆柱套筒，其以轴向滑动方式围绕柱塞安装在所述座中， 和一永久弹性地迫使套筒向着三通阀调节门的装置，以便使该调节门 从柱塞的座上移离，由此增加向助力器工作腔的大大气压空气供应， 该助力器还包括当调节门在移开位置时轴向锁定套筒的装置，和套筒 的解锁装置，该解锁装置对控制杆和在制动方向的柱塞运动速度敏感， 并当该速度至少等于或大于一预定值时使套筒解锁。

根据本发明的助力器，套筒的运动被控制杆的快速运动启动，也 就是说，在紧急制动操作期间可能延伸跳越阶段，因而在跳越阶段结 尾和在剩余的制动操作期间，增加主气缸的输出压力值，直到达到助 力饱和。所以，在紧急制动期间的主气缸输出压力较大，因而作用在 控制杆上的相同力也较大，而且在正常制动操作期间的主气缸输出压 力也较大。结果是制动效率也相应提高。

根据本发明的另外特征，轴向锁紧套筒的装置在该柱塞和活塞之 间被设置在所述座中，并且包括一用于保持套筒的弹性变形元件，该 元件被安装在该活塞中形成的座的一环形沟槽中。

保持元件的一部分在该柱塞方向延伸，并且支撑在该柱塞的斜面 或倾斜表面部分上，以便其能从柱塞移离，并且当该柱塞相对于活塞 向推杆轴向移动时释放套筒。

在本发明的优选实施例中，保持元件由弹簧钢丝夹头形成，该夹 头包括至少一个弯折，该弯折位于座的所述沟槽中，并且至少一个弯 折位于套筒内的一凹槽中。

该装置简单。便宜和紧凑。

根据本发明的助力器还包括被活塞支撑和限制套筒向调节门轴向 运动的装置，这些装置还形成限制柱塞相对于活塞轴向运动的装置， 另外在一紧急制动启动后，还使套筒相对于活塞返回到起始位置。

在一特别有利的方式中，这些运动限制装置由一杆或一夹子形成， 该杆或夹子与活塞圆柱壁中的孔配合，这些孔使该杆或夹子相对于活 塞作有限的轴向运动。

通过参考附图阅读以下描述，将获得对本发明的更好理解，本发 明的其它特征、细节和优点也将更清楚，其中：

图1是公知气动助力器的轴向横截面示意性视图；

图2是根据本发明助力器的局部放大图；

图3是图2中沿线III-III剖开的局部视图；

图4A是根据本发明助力器的示意性局部分解透视图；

图4B和4C是放大的示意性局部透视图；

图5是一图表，表示具有本发明助力器的主气缸输出压力变化， 是作用于助力器控制杆输入力的函数；

图6是一改型实施例的局部示意图；

图7是一类似于图5的图表，用于图6中的改型实施例；

图8和9是另一改型实施例的相应于图6和7的图；

图10是另一改型实施例的轴向截面示意图；

图11和12是轴向截面的局部放大图，图13是图10中改型实施 例的横截面局部放大图。

按惯例，在以下描述中，图中的左面是所描述的前面，右面是所 描述的后面。

图1示意性地表示一公知的气动制动助力器10，其包括一箱体12， 该箱体限定了一前腔14和一后腔16，它们被一密封膜18相互隔离， 该密封膜由一刚性裙形架20支撑。该裙形架具有一中央通道，在其中 固定有一活塞22，该活塞在助力器10中能够轴向移动。

一控制杆24被一制动踏板(未示出)沿轴向延伸的箭头26所示 方向在该助力器的后端驱动，并且在其前端支撑一分配柱塞28，并在 其后端结合一个三通阀30的环形调节门，其围绕控制杆24安装在活 塞22的后管状端，以便当制动踏板向控制杆24施加作用力时，选择 性地向该助力器10的后腔16或工作腔供应空气。

助力器的活塞22用来在箭头32表示的轴向位移方向驱动一推杆 34，该推杆在活塞22和串列主气缸(未示出)的一主活塞之间延伸， 并连接到助力器10的前部，能够使压力制动液被供向制动回路。

一压缩弹簧36围绕推杆34被安装在助力器的前腔14或真空腔， 使活塞22能够返回到图1中的后部位置或静止位置。

在其后端，该推杆34支撑一杯38，该杯指向后面，并在该杯中 安装一作用盘40，该作用盘由基本上不可压缩的材料制成，特别是橡 胶或弹性体，制动器活塞22的一塞体42抵靠在作用盘上。柱塞分配 器28的前部在活塞22的该塞体42的一轴向通道44内被移动地导向， 并在静止位置位于作用盘40的中部附近。

在制动操作时，分配柱塞28的前端与作用盘40接触，以把制动 回路中产生的作用力传递给控制杆24和制动踏板，并被主气缸的主活 塞和推杆34传递给作用盘40。

传回的力被驾驶者感觉到，使他能通过制动踏板根据要完成的制 动操作调节作用于控制杆24的力。

如在图5中示意性地表示的，主气缸的输出压力Pmc是作用于控 制杆24的用于制动操作的输入力Fe的函数，包括一死区段的第一阶 段1，一称为跳越阶段的第二阶段2，一第三阶段，制动助力阶段3， 和一最后阶段4或饱和阶段。

第二阶段相应于助力器的工作腔16被供应空气的开始阶段。特别 地，当控制杆24开始相对于助力器10的活塞22向前移动时，三通阀 的调节门首先关闭助力器两个腔14和16之间的通道，然后打开向腔 16供应空气的通道。在助力器的腔14和16之间建立的压差使活塞22 向前移动，制动回路中的死区开始改变，随着离开主气缸的制动液的 压力增加，Pmc1值达到跳越阶段或阶段2的端点。然后，如果作用 于控制杆24的输入力Fe继续增加，更多的大气压下的空气被接受进 助力器的工作腔16，在阶段3，直到该腔16中的压力变得与大气压相 等。助力器10然后就达到饱和状态。如果输入力Fe继续增加，主气 缸的输入压力就继续增加，但是比较缓和(阶段4)。

已知在已有技术中，如果跳越阶段或阶段2延伸，例如在图5中 表示的压力Pmc2，在随后阶段3′或助力阶段的压力曲线Pmc，基本 上与上述助力阶段3的曲线平行。这使在制动助力时达到总的增加成 为可能，在输入力Fe相同时，在曲线3′上包含的主气缸输出压力大 于曲线3上包含的压力。

本发明提出的方案是在紧急制动操作阶段延长跳越阶段，所利用 的装置表示在图2到4中，下面将对此进行解释。

在这些图中，相同的附图标记用来表示与图1中相同的元件。

根据本发明，一圆柱形套筒46以轴向滑动方式安装在一腔48中， 该腔围绕分配柱塞28形成在助力器活塞的塞体42，该柱塞安装在控 制杆24的端部，该套筒46的后圆柱部分支撑一密封件50，其作用到 腔48的内圆柱表面。

一压缩弹簧52安装在腔48中的腔前端和套筒46之间，以便把套 筒永久地压向后面和使后端54以密封方式抵靠三通阀30的环形调节 门56。

图2中表示的将套筒46锁定在固定位置的装置一方面设在该套筒 和活塞的塞体42之间和在另一方面设置在其和分配柱塞28之间，这 些锁定装置由弹簧夹头58形成，例如其由钢丝或塑料制成，其被横向 设置，并且部分位于助力器活塞的塞体42中的环形沟槽60中，以便 它在该活塞的轴向固定不动。

该夹头包括至少两个弯折(kinks)或两个分支62，其至少与套 筒46的环形沟槽部分配合，以便相对于助力器活塞在轴向位移方向固 定套筒，和至少另外两个弯折或分支64，其在分配柱塞28的两侧上 延伸，并与那里的截头圆锥表面66配合，以便当分配柱塞28相对于 助力器活塞22移向前面时它们能够相互移开和释放套筒46。

特别地，分配柱塞28的截锥表面66向后面逐渐变宽，并且其在 夹头58的分支或弯折64之间向前移动的效果是，使这两个分支或弯 折相互移开，和使前述弯折或分支62从其所配合的套筒46中的环形 沟槽径向向外被推开。在弹簧52的作用下，套筒46然后以密封方式 在活塞22的腔48中向后移动，并且其后轮缘54与三通阀30的调节 门56密封，并面对该调节门的返回弹簧68，向后推动该三通阀。

在这些条件下，环形调节门56不再静止在活塞的塞体42的后表 面上，但是在助力器的腔14和16之间的通道保持关闭，因为套筒46 停靠在环形调节门56上。该分配柱塞28的后边缘70从该环形调节门 56继续移开，该调节门已被套筒46向着后面推离，所以在助力器的 工作腔16和外部空气之间的通道被开启得大一些。

分配柱塞28被一杆或一横向夹子72保持在起始静止位置，该夹 子位于活塞的塞体42的短轴长度的两个孔74中，并延伸通过套筒46 的环形槽76。该杆或夹子72与分配柱塞28配合，以便限制其向后运 动，分配柱塞的截锥表面66的后端与夹子72的分支配合，如图2中 所示。

套筒46，弹簧夹头58和夹子72的结构，更清楚地表示在图4A 和4B和4C中，在这些图中夹头58与图2中表示的稍有不同，但它 们完成相同的功能和产生相同的效果。

在图4B中，其中代表的位置相应于图2中的，夹头58处于在前 面位置而锁紧套筒46的状态，并且其弯折62轴向停靠在套筒46的环 形槽63的前边缘上。夹头的分支64相互相对靠近，并且延伸在分配 柱塞28的前圆柱端的两侧。

在图4C中，夹头的分支64已被柱塞分配器28的截锥部分66移 离，弯折62已被移离，并且从槽63的前边缘移出，套筒46已被其返 回弹簧52轴向移向后面。夹头的分支64形成一停止，限制套筒46 便向后移动，后者中的槽63包括轴向分支65，其与分支64配合。夹 子72限定了分配柱塞28的静止位置，并且配合在套筒46的环形槽 76中，以便在制动阶段结尾使套筒46返回前面位置，在该前面位置 套筒被夹头58保持。

分配柱塞28的前端在轴向移动方向被引导在腔48的前端横向壁 的中心通道44中，该中心通道在作用盘40的附近张开，该作用盘设 置在活塞22和推杆34之间。

在图2表示的示例性实施例中，在作用盘40和分配柱塞28的前 端插入一垫片80，并使垫片能在活塞22的前端面的槽82中轴向移动 一有限的行程，该槽具有的直径大于分配柱塞28前端的直径。

已描述装置的操作方式如下：

在相应于死区条件下的静止位置，套筒46相对于活塞22的塞体 42位于图2所示位置，并且其后轮缘54从三通阀30的环形调节门56 移离。在该位置，套筒46通过弹簧夹头58锁定在活塞22上。

该环形调节门56停靠在分配柱塞28的后端70上，并且关闭助力 器的工作腔16和外部空气之间的通道。该环形调节门56被从活塞的 塞体42后端移离，所以，允许在助力器的真空腔14和工作腔16之间， 以公知方式相通。

当机动车驾驶者压制动踏板时，控制杆24向前移动，这使环形调 节门56抵靠着活塞22的塞体42的后端，并且使腔14和20相互隔离， 然后使分配柱塞的后端70从环形调节门56移开，并使大气压下的空 气进入助力器的工作腔16。

在助力器的两个腔14和16之间建立的压差效用下，助力器活塞 22向前移动，并且其运动被推杆34传递给主气缸的主活塞，因而增 加机动车制动回路中制动液的压力。

当三通阀30的环形调节门56再一次停靠在分配柱塞28的后端上 时，就建立了平衡条件，如图2中所示。作用盘40被推杆34压在活 塞22上，并被图2中示例性实施例表示的垫片80作用，抵靠着分配 柱塞28的前端，分配柱塞把制动回路的作用传递给控制杆24和制动 踏板。该作用被驾驶者感知，驾驶者因而能够根据要完成的制动操作 调节他施加给制动踏板的力。

在正常制动时，控制杆24的向前运动速度是这样的，即，分配柱 塞28向前移动不比活塞22快。套筒46就根据活塞22的轴向移动被 夹头58保持静止，在制动操作时不发挥作用。

相反，在紧急制动时，控制杆24向前移动分配柱塞比活塞22本 身通过工作腔16的压力上升而向前移动快，而且分配柱塞28的截锥 表面66使夹头58的分支64相互移离。然而，套筒46被夹子72保持 锁定在活塞22的塞体42上，直到活塞本身已经覆盖移动的向前距离， 而使夹子72与孔74的后端配合。

已经被弹簧夹头58释放的套筒46，被弹簧52向后推离，并且其 后轮缘54被密封地与三通阀环形调节门56作用，并把调节门向后推 离。这增加了分配柱塞28和环形调节门56之间的后端70间隙，所以 增加了助力器的工作腔16和周围空气相通的通道开启度，并且分配柱 塞28后退而返回到一平衡位置，在该位置其停靠在环形调节门56上。 如果驾驶者再一次压制动踏板来完成制动操作，该分配柱塞28必须在 其前端与作用盘40作用前相对于活塞22向前移动更大的距离，这相 应于跳越阶段。

所以该阶段如图5所示延伸，主气缸的输出压力值是Pmc2。

在此紧急制动期间，驾驶者继续向制动踏板施加力，并且主气缸 的输出压力随着图5的曲线3′，直到饱和阶段或阶段4。

该跳越阶段的延伸使助力器施加助力的调节可能成为控制杆运动 速度的函数，因而成为紧急制动性质的函数。

套筒46通过弹簧52在助力器活塞的腔48中向后运动，通过与夹 头58的分支64配合受到限制，该夹头本身被保持在活塞的塞体42 中的环形槽60中。

当驾驶者停止压制动踏板时，控制杆24和分配柱塞28被返回弹 簧84向后移动，使控制杆24和分配柱塞的后端70作用到三通阀环形 调节门56，并且关闭助力器的工作腔16接受大气压下空气的通道， 并把调节门推向后面，这就重新建立了助力器的真空腔14和工作腔 16之间的通道。

助力器活塞22被其返回弹簧36向后移动，并返回到与助力器盖 的配合位置。夹子72然后通过与助力器盖配合，再在活塞22的塞体 42的孔74中向前移动，并返回图2中表示的位置。在该位置，夹子 72限定了分配柱塞28的静止位置，其截锥部分66的后面固定在夹子 72上。作为其在活塞的塞体42中的孔74中运动的结果，夹子72已 经使套筒46向前返回，该套筒重新回到图2表示的前面位置，在该位 置它重新被夹头58的弯折62的臂锁定。

平垫片80被插入分配柱塞28的前端和作用盘40之间具有以下功 能：当驾驶者在一制动操作后释放制动踏板时，该垫片80就被作用盘 40向后推，并与活塞22的前面中形成的槽82的底面作用。在该位置， 制动回路的作用不再传递给分配柱塞28和控制杆24，而是传递给后 端22。如果驾驶者再次制动，控制杆24和分配柱塞28的向前运动不 再受制动回路作用力的阻止，至少只要分配柱塞28的前端不使垫片 80重新作用于作用盘40，所以有利于该完全制动。

在此情况下，该跳越阶段2一直增加，直到饱和阶段并在Pmc3 完成，如在图5中实线3″所示。

在根据本发明的助力器中，在紧急制动时使跳越阶段延伸和调节 制动助力的部件简单经济，不承受高的载荷。为了更清楚地表达这一 思想，也可以说，仅通过举例，套筒46的最大行程约是1到2mm， 并且控制杆24的向前运动速度至少是每秒100mm，这是为了启动套 筒46对夹头58的解锁。

图6和8的变型实施例与图2到4的实施例的区别在于，插入到 作用盘40和分配柱塞28前端之间的垫片形式。

在图6中，分配柱塞28的前端停靠在垫片86上，该垫片具有的 直径小于槽82的直径，该垫片在轴向位移方向被引导在一环88中， 环88本身在轴向位移方向被引导在槽82中，并且具有的轴向长度大 于该垫片86的长度。该环的前端具有一径向凸缘90，用于保持垫片 86，环的后端形成一径向凸缘92来与环88的凸缘90配合。槽82中 环88的轴向间隙小于套筒46在腔48中可能的退回运动量。

在紧急制动操作期间，如图7中曲线6所示，图6的设置可以延 伸跳越阶段和调节助力比例，该改进由垫片86的直径决定。

在图8中，垫片94在槽82中被平移引导，就像已描述的第一实 施例中的垫片80一样，但其后端具有一轴向圆柱尾部96，其停靠在 分配柱塞28的前端，具有的直径小于活塞的塞体42的轴向通道44 的直径，在其中分配柱塞28的前端被引导。

用这种设置分配柱塞在紧急制动操作时与垫片94的尾部96配合， 并且该尾部96在随套筒46的退回运动期间保持抵靠分配柱塞28的静 止位置。因而保持了在分配柱塞上的作用，而且在紧急制动期间助力 比例不随跳越增加而变化，如图9中曲线8所示。

在图10到13的的变型实施例中，夹子72基本上与弹簧夹头58′ 在一相同的位移平面内，该弹簧夹头使套筒46保持在前面的位置。这 可以减小活塞体42、套筒46和分配柱塞28的长度，因而减小轴向总 体尺寸。

在该变型中，夹子72和弹簧夹头58′具有一U形形状，并被横向 位移地安装在活塞体42的套筒46中(图13)，并被弹性按扣在活塞 体42上。该分配柱塞28具有一环形圈100，被设计用于在静止位置 支撑在夹子72上。

至于该变型实施例的其余装置，与参考前面附图已经描述的相同， 并且其操作也与已描述的相同。