包括阻尼元件的机电制动助力器、车辆制动系统、用于车辆制动系统的组件、以及阻尼元件
技术领域
本公开总体上涉及电动液压制动力产生装置的技术领域。特别地，本发明涉及一种可以在电动液压制动力产生装置中使用的机电制动助力器。
背景技术
机电制动助力器由电动马达驱动。为了能够利用制动助力器产生加强的制动力，必须将电动马达的输出轴的旋转运动转换成平移运动。为此目的，从现有技术已知各种装置。
在DE 10 2015 012 124 A1中公开了一种机电制动助力器。机电制动助力器具有马达、控制单元、齿轮机构、以及致动装置。致动装置联接至制动缸。致动装置具有第一致动元件和第二致动元件。第一致动元件可以经受由车辆的驾驶员施加在制动踏板上的制动力。与齿轮机构的齿轮接合的齿条区段设置在第二致动元件上。第二致动元件通过电动马达藉由相互啮合的齿轮和齿条区段在制动缸的方向上移动，以便将驾驶员所需的助力引入制动缸中。
在DE 10 2015 012 125 A1中公开了一种机电制动助力器，其具有与在DE 102015 012 124 A1中公开的制动助力器类似的构造。
在上述机电制动助力器的情况下，在制动操作过程中，在各种操作状态下可能存在不希望的振动和噪音产生。
发明内容
目的是详细说明一种机电制动助力器，其中可以抑制不希望的振动和噪声产生。
用于车辆制动系统的机电制动助力器包括致动单元，该致动单元可以联接至制动缸。致动单元具有至少一个致动元件，该至少一个致动元件可以藉由齿轮机构联接至电动马达。此外，致动单元具有致动构件，该致动构件可以联接至力输入构件。制动助力器具有至少一个壳体，致动单元的至少一部分被容纳在该至少一个壳体中。至少一个阻尼元件布置在至少一个壳体与至少该至少一个致动元件之间。
至少一个阻尼元件不必仅布置在壳体与至少一个致动元件之间。除了致动元件之外，至少一个阻尼元件还可以在壳体与致动单元的一个或多个另外的部件(例如致动构件)之间延伸。此外，除了阻尼元件之外，可能没有另外的部件、一个另外的部件或多个另外的部件位于至少一个壳体与至少该至少一个致动元件之间。
至少一个阻尼元件可以在制动助力器的纵向轴线的方向上布置在至少一个壳体与至少一个致动元件之间。其中，所述至少一个阻尼元件可以布置在所述至少一个致动元件的表面与所述至少一个壳体之间，所述表面与所述制动助力器的纵向轴线大致垂直地延伸。至少一个壳体的一个区段同样可以与制动助力器的纵向轴线垂直地延伸。至少一个致动元件的与制动助力器的纵向轴线垂直地延伸的表面可以是至少一个致动元件的端面。至少一个阻尼元件可以布置在至少一个致动元件的端面与至少一个壳体的与制动助力器的纵向轴线大致垂直地延伸的区段之间。
至少一个阻尼元件可以具有多个缓冲元件。缓冲元件可以呈(例如旋钮型)突出部或隆起的形式。缓冲元件可以在阻尼元件上间隔开地布置。缓冲元件可以布置在圆中和/或同心地布置。缓冲元件可以在至少一个致动元件的方向上突出。缓冲元件可以对至少一个致动元件在壳体上的撞击加以阻尼。
至少一个阻尼元件可以具有阻尼区段和紧固区段。紧固区段可以将至少一个阻尼元件固持在至少一个壳体上。
至少一个壳体可以具有与至少一个阻尼元件的紧固区段相互作用的区段，以将至少一个阻尼元件紧固并定位在壳体上。壳体的这个区段可以容纳紧固区段的一部分。壳体的这个区段可以是阶梯式设计、并且可以联接至至少一个阻尼元件的紧固区段。阶梯式设计的壳体区段可以由通过肩部彼此连接的较小直径的区段和较大直径的区段形成。
紧固区段可以被设计成闩锁在至少一个壳体上。为此，紧固区段可以包括多个闩锁突出部。闩锁突出部可以各自具有闩锁鼻部。闩锁突出部上的闩锁鼻部可以面向径向向外。紧固区段可以藉由闩锁鼻部而闩锁在壳体上。紧固突出部的闩锁鼻部可以接合并闩锁在阶梯式设计的壳体区段中。闩锁突出部可以在阻尼元件中的开口的中心线的方向上延伸。闩锁突出部可以彼此单独地形成并且间隔开。互相分开并且间隔的闩锁突出部使得紧固区段能够弹性变形。当紧固区段穿过较小直径的壳体区段时，紧固区段可以被压缩。一旦闩锁鼻部到达较大直径的区段，它们就会在壳体的两个区段之间的过渡部分处接合在肩部的后方。
阻尼元件的阻尼区段可以是盘形设计。如果多个缓冲元件设置在阻尼区段上，则缓冲元件可以以分布在盘形阻尼区段上的方式来布置。各个缓冲元件可以以在阻尼元件的周边方向上相对于彼此偏移的方式形成或布置在阻尼区段上。
阻尼区段可以由弹性材料制得。特别地，橡胶弹性材料可以用于阻尼区段。阻尼区段和紧固区段可以由不同的材料制得。紧固区段可以由比阻尼区段更硬的材料制得。紧固区段例如可以由塑料或金属制得。紧固区段例如可以藉由注塑模制过程模制到阻尼区段上。
制动助力器可以具有至少一个定位元件。至少一个定位元件可以将至少一个力输入构件固持在组装位置中。力输入构件的组装位置可以与力输入构件相对于制动助力器的如下位置相对应：在该位置中，力输入构件的纵向轴线采取相对于制动助力器的纵向轴线的限定位置。力输入构件的纵向轴线可以与制动缸的纵向轴线倾斜地或平行地延伸。根据一种实施方式，在力输入构件的组装位置中，力输入构件的纵向轴线可以与制动助力器的纵向轴线大致重合。
至少一个定位元件可以具有呈圆锥形或一些其他设计的区段。藉由这个区段，至少一个定位元件可以变成靠在至少一个阻尼元件上。根据一种实施方式，至少一个定位元件可以藉由其锥形区段而变成靠在至少一个阻尼元件的紧固区段上。
至少一个阻尼元件的紧固区段可以具有带有锥形区段的开口，该开口与至少一个定位元件的锥形区段相互作用。至少一个阻尼元件可以具有开口，至少一个力输入构件延伸穿过该开口。紧固区段和定位元件的相互作用的锥形区段将力输入构件固持在组装位置中。例如，定位元件和阻尼元件可以将力输入构件固持在组装位置中，在该组装位置中，力输入构件的纵向轴线与制动助力器的纵向轴线重合。
至少一个力输入构件可以具有凹槽，至少一个定位元件布置在该凹槽中。至少一个定位元件可以具有带有狭槽的开口，以使得其能够安装在力输入构件上。狭槽使得定位元件能够弹性地膨胀，从而使得其能够安装在力输入构件上、在凹槽的区域中。定位元件中的狭槽允许定位元件的开口的内直径的弹性可逆地膨胀，从而因此使得定位元件能够在狭槽的区域中被推过力输入构件的外直径并且接纳力输入构件的这个区段。至少一个定位元件然后可以大致恢复其原始状态，并且在力输入构件上固定在其位置中。至少一个定位元件可以是盘形设计。锥形区段可以形成在定位元件的外表面上。
至少一个致动单元可以具有力传递元件，该力传递元件可以传递力的方式联接至至少一个致动元件。至少一个力传递构件可以容纳至少一个致动构件。力传递元件可以在制动助力器的纵向轴线的方向上可移动。至少一个力传递构件可以具有用于橡胶弹性反作用盘的接收座。橡胶弹性反作用盘可以靠在力传递元件的接触表面上。致动构件可以以活塞的形式实施、并且可以以相对于力传递元件可移动的方式容纳在力传递元件中。致动构件可以经由弹簧支撑在力传递构件上。
致动构件可以具有凹部。力输入构件可以具有球形端部区段。致动构件中的凹部和力输入构件的球形端部区段可以形成接头，该接头使得力输入构件能够相对于致动构件移动。力输入构件可以突出到车辆的乘客舱中。在车辆的乘客舱内，力输入构件可以刚性地联接至制动踏板组件，以便将由车辆的驾驶员产生的致动力传递至致动构件。
至少一个力传递元件可以具有至少一个接触肩部。至少一个致动元件可以与至少一个接触肩部发生接触。换句话讲，至少一个致动元件可以靠在力传递元件的接触肩部上，以便能够藉由这种接触将由电动马达和齿轮机构提供的助力传递至力传递元件。
至少一个致动元件可以具有至少一个齿条区段，该齿条区段可以藉由齿轮机构联接至电动马达。齿轮机构可以是正齿轮机构，该正齿轮机构由电动马达驱动，并且至少一个齿条区段联接至该正齿轮机构。藉由齿条区段，电动马达的旋转运动输出可以转换成至少一个致动元件的平移运动。至少一个致动元件可以具有两个或更多个齿条区段，这些齿条区段可以各自与齿轮机构的齿轮或正齿轮接合。
此外详细说明了一种用于车辆制动系统的组件。该组件具有上述类型的制动助力器和制动缸，该制动缸可以流体地联接至车辆制动系统的至少一个制动回路。制动助力器可以以传递力的方式联接至制动缸、并且用于致动制动缸。
制动缸可以安装在制动助力器的壳体上。制动缸可以具有至少一个压力活塞，该至少一个压力活塞可移动地容纳在至少一个压力腔室中。藉由压力活塞，车辆制动系统的至少一个制动回路可以经受液压制动压力。压力活塞可以经受制动助力器的助力和由驾驶员产生的致动力，以便在连接至制动缸的车轮制动器处产生所需的制动压力。
此外详细说明了一种车辆制动系统，该车辆制动系统具有上述组件或者此处所描述的类型的制动助力器。
此外详细说明了一种用于机电制动助力器的阻尼元件。机电制动助力器包括致动单元和至少一个壳体，该致动单元可以联接至制动缸，致动单元的至少一部分被容纳在该壳体中。致动单元具有至少一个致动元件和至少一个致动构件，至少一个致动元件可以藉由齿轮机构联接至电动马达，至少一个致动构件可以联接至力输入构件。至少一个阻尼元件被设计成布置在至少一个壳体与至少该至少一个致动元件之间。
附图说明
根据说明性实施例的以下描述并且根据附图，本文描述的解决方案的另外的优点、细节和特征将显而易见。在附图中：
图1示出了根据一个说明性实施例的具有制动助力器的车辆制动系统的视图；
图2示出了图1所示的制动助力器的部段的放大图；
图3示出了根据一个说明性实施例的阻尼元件的平面图；
图4示出了图3所示的阻尼元件的截面视图；并且
图5和图6示出了根据一个说明性实施例的定位元件的视图。
具体实施方式
图1示出了车辆制动系统1000的说明性实施例的视图。车辆制动系统1000具有制动助力器100、制动缸200、制动回路300、以及连接至制动回路300的车轮制动器400。制动缸200可以是车辆制动系统1000的制动主缸。
制动助力器100包括电动马达102、齿轮机构104、以及致动单元106。电动马达102具有输出齿轮108，该输出齿轮通过中间齿轮110和未示出的其他正齿轮或机构部件联接至正齿轮112和114。正齿轮112和114联接至制动助力器100的致动单元106。正齿轮112和114与致动单元106的致动元件120的齿条区段116和118接合。
致动元件120容纳力传递元件122的一部分。致动构件124以在纵向轴线L的方向上可移动的方式容纳在力传递元件122中。致动构件124经由弹簧126支撑在力传递元件122上。
致动构件124以铰接的方式联接至力输入构件128。当制动助力器100处于安装在车辆(未示出)上的状态时，力输入构件128可以突出到乘客舱中。在车辆的乘客舱中，力输入构件128可以刚性地联接至制动踏板组件。力输入构件128可以将由驾驶员施加在制动踏板上的致动力传递至制动助力器100的致动单元106。力输入构件128将驾驶员的致动力传递至致动构件124，该致动构件在压缩弹簧126的同时向图1中的左侧移动，以便能够将由驾驶员施加的致动力传递至制动主缸200。
制动助力器100具有壳体130，至少致动单元106容纳在该壳体中。阻尼元件132布置在致动元件120与壳体130之间。在致动单元106的返回移动期间，阻尼元件132对致动元件118对壳体130的撞击加以阻尼。藉由阻尼元件132的阻尼作用，可以抑制在致动元件120撞击壳体130时可能产生的不希望的振动，并且尤其是噪声产生(诸如撞击噪声)。
致动单元106此外具有橡胶弹性反作用盘134，该橡胶弹性反作用盘连接至力引入元件136。反作用盘134容纳在力传递构件122中、并且靠在力传递构件122的与纵向轴线L垂直地延伸的表面138上。在致动构件124上，端部元件140被设计成当制动助力器100被致动时作用在反作用盘上。力引入元件136具有销钉形区段。该销钉形区段部分地容纳在制动主缸200的压力活塞202中。除了压力活塞202之外，制动主缸200具有另外的压力活塞204。压力活塞202和204在制动主缸202的壳体206中限定了填充以液压流体的压力腔室208和210。藉由罐212向制动主缸200供给制动流体。制动主缸200中的压力腔室208和210各自连接至制动回路302和304。藉由制动回路302和304，可以在各自的情况下向两个车轮制动器400供应液压制动压力以执行制动操作。
制动助力器100的致动以及因此包括制动助力器100和制动缸200的组件的致动由车辆的驾驶员执行。车辆的驾驶员致动车辆内部的制动踏板(未示出)，并且由驾驶员施加在制动踏板上的致动力通过力输入构件128而引入制动助力器100中。通过制动踏板的致动，力输入构件128和联接至力输入构件128的致动构件124向左移动，从而压缩弹簧126，其中，致动构件124的端部元件140穿透到橡胶弹性反作用盘134中。
参考驾驶员施加在制动踏板上的致动力，可以确定要由电动马达102和齿轮机构104产生的助力。助力由电动马达102和齿轮机构104产生，并且由齿轮机构102传递至致动单元106的致动元件120。致动元件120的齿条区段116和118经由齿轮机构104的正齿轮112和114来驱动。致动元件120藉由其背向阻尼元件132的端面而靠在力传递构件122的接触肩部142上。
当制动助力器100被致动时，致动元件120可以使力传递元件122沿着图1中的纵向轴线L向左移动。当制动助力器100被致动时，力传递元件122以表面138以及致动构件124的端部元件140的端面作用在橡胶弹性反作用盘134上。由驾驶员产生的致动力与由电动马达102和齿轮机构106产生的助力之和所引起的力通过反作用盘134和安装在其上的力引入元件136而传递至制动主缸200。藉由致动力和助力，弹簧144被压缩，并且制动主缸200的压力活塞202在纵向轴线L的方向上向左移动，由此第二压力活塞204也向左移动。由此在压力腔室208和210中产生液压制动压力。在压力腔室208和210中产生的制动压力经由制动回路302和304传递至车轮制动器400，以便执行制动操作。
在制动操作之后，致动单元106沿着图1中的纵向轴线L向右移动。为了防止致动单元106在制动助力器100的壳体130上的撞击噪声，设置了阻尼元件132。阻尼元件132在纵向轴线L的方向上布置在致动单元106、并且尤其是致动元件108与壳体130之间。阻尼元件132与制动助力器100的纵向轴线L大致垂直地延伸。由于致动元件108不再直接撞击在壳体130上，因此藉由阻尼元件132，可以抑制致动元件108在壳体130上的撞击噪声。
图2示出了图1所示的制动助力器100的部段的放大图。在纵向轴线L的方向上，阻尼元件132布置在致动元件120与壳体130的与纵向轴线L大致垂直地延伸的区段146之间。阻尼元件132在致动元件120的端面148与壳体区段146之间延伸。阻尼元件132具有缓冲元件150，这些缓冲元件在致动元件120的端面148的方向上突出。
在图2中，致动单元106被示出为处于其闲置位置或初始位置。在闲置位置中，缓冲元件150与致动元件120的端面148相距一定距离。力传递构件122的端面152在缓冲元件150的径向内侧靠在阻尼元件132上。这同样适用于致动构件124，该致动构件藉由其端面154在力传递构件122的径向内侧靠在阻尼元件132上。当在径向方向上观察时，阻尼元件132呈阶梯式设计，以便允许与端面152和154相接触，并且同时允许相对于致动元件122的端面148相距一定距离。设置阻尼元件132和缓冲元件150的目的是为了在致动单元106移回其闲置位置时抑制致动元件120对壳体区段146的撞击。然而，阻尼元件132不仅能够对致动元件120的撞击加以阻尼，而且在致动单元106的返回移动期间，还可以以阻尼的方式作用在力传递元件122和致动构件124上。
阻尼元件132具有阻尼区段156和紧固区段158。阻尼区段156呈盘形的设计、并且围绕力输入构件128延伸。阻尼元件132的阻尼区段156与壳体区段146大致平行地延伸。紧固区段158用于将阻尼元件132紧固并定位在壳体130上。为此目的，壳体130具有阶梯式设计的区段160。阶梯式设计的区段160由较小直径的区段162和较大直径的区段164形成。阻尼元件132的紧固区段158具有闩锁鼻部166，这些闩锁鼻部可以闩锁在阶梯式设计的壳体区段160上。紧固区段158具有弹性设计。当紧固区段158插入较小直径的区段162中时，紧固区段158被压缩。一旦闩锁鼻部166到达较大直径的区段164，闩锁鼻部166就径向向外移动并闩锁住，其中，这些闩锁鼻部靠在较小直径的区段162与较大直径的区段164之间的过渡部分上。
力输入构件128上形成有凹槽168。具有盘形设计的定位元件170布置在凹槽168中。定位元件170具有锥形区段172。定位元件170的锥形区段172与阻尼元件132的紧固区段158的锥形区段174相互作用。通过靠在彼此之上，定位元件170的锥形区段172和阻尼元件132的锥形区段174可以使力输入构件128在阻尼元件132中的开口176中居中。
力输入构件128具有球形端部区段178，该球形端部区段被容纳在致动构件124的凹部180中。球形区段178和凹部180形成接头，从而允许力输入构件128相对于致动构件124偏转。定位元件170和阻尼元件132将力输入构件128固持在组装位置中。在组装位置中，力输入构件128的纵向轴线可以与制动助力器的纵向轴线L重合，如图2所示。为了有助于制动助力器100的组装，将力输入构件128固持在组装位置中是有利的。在组装位置中，力输入构件128可以通过隔板(未示出)中的开口而被引导到车辆中，并且凭借组装位置，该力输入构件可以被快速且容易地连接至车辆的乘客舱内的制动踏板组件。在此，力输入构件128的组装位置被选择为使得其与有利于连接至车辆的乘客舱内的踏板组件的限定位置相对应。
图3示出了阻尼元件132的平面图。阻尼元件132具有阻尼区段156和紧固区段158。开口176延伸穿过阻尼元件132。阻尼区段156为盘形设计。沿着阻尼区段156的周边设置有多个缓冲元件150。缓冲元件150以在周边方向上相对于彼此偏移的方式布置在阻尼区段156上。缓冲元件150呈旋钮形隆起的形式，这些旋钮形隆起具有大致矩形的截面。开口176具有锥形区段174，该锥形区段可以与定位元件170相互作用(参见图1)。
图4示出了阻尼元件132的截面视图。阻尼元件132由两种不同的材料制得。阻尼区段156由橡胶弹性材料形成。紧固区段158可以由比阻尼区段156更硬的材料制得。紧固区段158例如可以由塑料制得。紧固区段158可以藉由注塑模制过程模制到阻尼区段156上。紧固区段158具有多个紧固突出部182，闩锁鼻部166形成在这些紧固突出部上。闩锁突出部182彼此单独地形成并且间隔开的事实确保了紧固区段158是弹性的。端部区段158的柔性使得紧固区段158能够插入阶梯式设计的壳体区段160中并且被闩锁在壳体区段160上。锥形区段174形成在阻尼元件132中的开口176的壁上，即在紧固区段156中。
图5示出了定心元件170的平面图。定心元件170具有在径向方向上延伸的开口184和狭槽186。此外，定位元件170具有锥形外部区段172，该锥形外部区段与阻尼元件132相互作用。藉由狭槽186，可以将定位元件170安装在力输入构件128上的凹槽168中(参见图2)。当定位元件170放置在力输入元件128上时，狭槽186允许该定位元件弹性膨胀，并且使得其能够在开口184中的凹槽178的区域中接纳力输入元件128。定位元件170为盘形设计。
图6示出了定位元件170的截面视图。在图6的截面视图中，可以看到定位元件170的开口184、狭槽186、以及锥形区段172。
布置在致动单元106与壳体130之间的阻尼元件132可以抑制不希望的噪声产生或其他振动(以及由此产生的材料疲劳现象)。由于阻尼元件132，致动单元106、并且尤其是致动元件120不再能直接撞击壳体130。相反，阻尼元件132对致动元件120在壳体130上的撞击加以阻尼，从而确保避免噪声产生，例如撞击噪声。
阻尼元件132可以此外与定位元件170相互作用，以便将力输入构件128固持在预定的组装位置中。选择力输入元件128的这个组装位置的方式为使得在组装期间，力输入构件128可以被快速且容易地连接至乘客舱内的制动踏板组件。
