本发明涉及一种液力制动助力器，依靠一凸轮杠杆比例交换器装置提供一缩短的制动踏板移动行程的优点以实现柱塞的全行程移动。 本发明涉及一种助力器，按目前工艺水平一般被称之为“全动力”的制动助力器，例如公布在待批申请号为793，015;793，021和793，022的专利中。在一全动力制动助力器中，一蓄能器被充满流体压力以有选择地用于提供动力助推。蓄能器被通向一助力器壳体，和一阀门部件可用来控制流体压力从蓄能器通向一动力室，在其中流体压力至少作用在一个柱塞上使流体压力从壳体通向一制动管路。阀门部件由一输入部件驱动，该输入部件控制阀门部件的动作。更为可取的是提供一种液力制动助力器供给制动踏板以少量的运动或移动行程而导致柱塞有一较大的运动，制动踏板不跟着柱塞全程运动，为此毋需供给制动踏板一全行程移动。还有更为可取的是假使给助力器的流体压力供应中断，当车辆驾驶员人工操作车辆制动系统时制动踏板经历一全行程移动。在一次流体压力动力中断时较长的制动踏板行程较为好，因为这将使车辆驾驶员能够产生必需的制动流体压力以较小的、必须借助制动踏板施加的力在所需要的距离内停车。因而，在制动系统人工操作时一长制动踏板行程的机械效益是期望的目标。还有更为可取的是通过具有一单孔装置的液力制动助力器来达到上述目的，单孔装置使现代设备可资利用并从而大大降低成本。
本发明提供有一壳体的一种制动助力器，其壳体至少有一输出口与一制动器连通，一柱塞可活动地置于壳体内的一压力室和一工作室之间，一输入部件控制连通到工作室的流体压力，在其中流体压力偏压柱塞从静止位置移动到一制动位置，一阀门部件可用来对应输入部件的运动，一由壳体形成的入口沟通流体压力至阀门部件，其特征在于该制动助力器包括一阀门壳体被置于所述的柱塞和输入部件之间和阀门部件被置于阀门壳体之内，阀门壳体包括一驱动构件，柱塞包括一凸轮，而助力器包括置于凸轮和驱动构件之间的杠杆装置，输入部件的移动引起阀门部件的动作和一次依靠杠杆凸轮装置的柱塞的加大移动。
制动助力器包括第一实施例，一弹性弹簧被置于驱动构件和阀门壳体之间，和第二实施例其中弹性弹簧被置于凸轮和第一级柱塞之间。弹性弹簧，在正常动力操作缺少流体压力供应时，将不产生杠杆运动，而在制动系统人工操作时将压缩以使杠杆和凸轮面不起作用。
现参照附图来描述本发明，附图说明本发明的实施例。
图1是显示本发明制动助力器的一制动系统原理横剖图;
图2是图1画线部分2的放大图;
图3是另一个实施例的局部放大图。
一制动系统包括一制动踏板10与一制动助力器12连接。制动助力器12包括导管14和16，分别与同车轮联接的制动器18和20连通。一流体压力源或蓄能器22由一泵24维持在一预定的流体压力等级，而蓄能器22经由一导管26和制动助力器入口28与制动助力器12连通。制动系统用通常的方式操纵，即给予一启动和制动位置的制动踏板的运动导致制动助力器12传递流体压力给制动器18和20。
制动助力器12包括一壳体30具有一内孔32从开口端34通向底壁36。第一级柱塞38与第二柱塞40和壳体30配合在其间限定一第一压力室42，该室经由第一出口44与导管14连通。第二级柱塞40与壳体30配合在底壁处限定第二压力室46经由第二出口48与导管16相通。
一储液箱50包括三个液舱52、54和56。如图所示，当第二级柱塞在静止位置时液舱56经由口子58与第二压力室46连通。当第一级柱塞30在静止位置时液舱54经由口子60与第一压力室42连通。液舱52经由口子62与内孔32连通且经由导管64也与泵24连通。
一输入构件70与制动踏板10连接并与衬套74配合封闭内孔32的开口端34。一弹性挡环71将衬套挡在内孔32里面，而输入部件72与衬套74配合在内孔32里限定一工作室76且位于第一级柱塞38的右侧。第一级柱塞38提供一朝问工作室的后部凸轮面78并容纳一阀门壳体79的尾槽73。在阀门壳体79中容纳一阀门部件80用以与输入部件配合，其配合方式将在下文描叙。置于柱塞38和40之间一弹簧82偏压第一级柱塞38至如图所示的静止位置。置于底壁36和第二级柱塞40之间一弹簧84偏压柱塞40至其静止位置，该位置邻近固定在第一级柱塞38的一帽盖部件86上。
参照图2，第一级柱塞38限定伸进在阀门壳体79中的槽73里的后部凸轮面78。阀门壳体79伸到端头75与第一级柱塞38的凸缘39形成一小距离或间隙90。阀门壳体79有弹性挡环77给驱动部件81提供一停位，该部件由牢靠着密封环94的弹簧83偏压。助力器12包括径向通道13其中装置衬套15和杠杆17。杠杆17在其一侧被沿着内孔32中心线配置的驱动构件81接合而在另一侧被凸轮面78接合。阀门壳体79的间隙92提供了从导管28到开口91和阀门部件80的流体连通。在阀门壳体79内的阀门部件80包括内壳体94带有容纳一阀门部件96的开口101和密封圈100，而一阀座98在所述的静止位置接合阀门构件96的一端。一过滤器（未示出）可以装置在内壳体94和阀座98之间以便所有流经开口91的流体在此被过滤去掉杂质。为了使阀门部件80留在阀门壳体79之内，一套筒102与阀座98接合而一弹性挡环102防止套筒退出。一弹簧112伸展在内壳体94和阀门构件96之间以偏压阀门构件96去与阀座98接合。由于阀门构件96与阀座98接合，通过开口91的流体压力被阻拦在阀座98的左侧。阀门构件96的有效面积等于伸入开口101的阀门构件的直径以便阀门构件大体上处于压力平衡。
输入部件72包括一输入杆120和一端突件122。杆和突件包含轴向通道124从工作室76通向一衬套间隙126，该间隙依次与一开口128、间隙130、口子62和储液舱52沟通。因此，在输入部件72的静止位置，工作室76与储液舱52相通。输入杆120形成一槽132邻近一放大头134。套筒102在136处开一槽使套筒102可能与输入杆120横向连系。由于套筒在槽132里，故在套筒和输入杆之间形成一轴向间隙或缝道138以允许在其间有少量相对的轴向运动。放大头134限定一导向通道124的凹槽140而端突件122被置于凹槽140内。端突件122形成一小直径端部142邻近阀座98而相反的一端形成一大直径部分144。大直径部分在端突件处把一凹槽146与一圆锥边148隔开。凹槽146容纳一密封圈150。密封圈150接合凹槽140的壁因而使得端突件122与输入杆同轴心。一套环152套装在放大头134外面。套环152形成一凸缘154作为弹簧156的支承之用。弹簧从阀座98伸展到套环152以偏压放大头134至邻近套筒102的一静止位置并与阀门构件96有间距的关系。套环形成一开口158以容纳端突件其中一径向间隙介于开口158的壁和端突件之间。套环凸缘154的直径比槽136的宽度要大以便只要套环152依旧装套在放大头上就可防止套筒102与杆120分离。阀门部件80的基本结构与编号为4，514，981的美国专利所公开的相同，该专利为本发明的同一受让人所有，并供参考。
阀门构件96能与在阀座98上一部分为球形的边缘接合。端突件122的左端164在制动时能与球端160接合以关闭通道124并移动球端离开边缘162。为了使端面164能与球端160对准，端突件122能够相对于放大头134旋转。
在应用制动时，车辆驾驶员踩下踏板10使输入部件72问第一级柱塞38移动。车辆驾驶员的脚与制动踏板的最初接触导致一很小的最初移动而引起端突件122接合球端160以此求得一密封接合并封闭工作室76和通道124的连通。输入部件进一步的少量运动移动球端160离开边缘162以便来自蓄能器22的流体压力经由导管26、进口28、间隙92、开口91和边缘162通向工作室76。穿过阀座98的流体压力的最初波动也导致流体压力流经台肩95并通过通道97到达变容室89。增加的流体压力作用在驱动构件81和凸轮面78上以移动第一级柱塞向左顶对弹簧82和第二级柱塞40。柱塞被移动经过其各自的补偿口并压缩室42和46里的流体迫使流体通过各制动管道到制动器并把制动器置于立即可开始制动的位置。当第一级柱塞38移向左面，第一级柱塞移动一段比输入部件72较大的距离，因为杠杆17接合着凸轮面78的径向外部。一当驱动构件81移向左面，它移动杠杆17使凸轮带动第一级柱塞得到一增加的距离。在动力操作时，位于第一级柱塞38和壳体79的端头75之间的间隔或缝隙90由于被杠杆和凸轮面引起的移动比例在改变而增加。当工作室76达到一预定的流体压力等级相当于一连接的制动踏板输入力时，第一级柱塞相对于端突件122少量地移动使球端160与边缘162再次接合以防止工作室里流体压力的进一步升高。进一步制动将球端160与阀座98分开以增加到工作室的流体压力的连通量。在制动终止时，弹簧156偏压放大头134靠着套筒102以使球端160与阀座98再次接合和封闭流体压力到工作室的连通。弹簧82和84偏压柱塞和输入部件回到其静止位置。
倘若流体压力源或连通到工作室的流体压力中断，车辆驾驶员可以人工推动输入部件经过一等于间隙138和90的距离以便槽132的壁接合套筒部件102的右侧及端头75接合凸缘39，输入部件然后移动第一级和第二级柱塞产生给制动器18和20的流体压力。凸轮面78和杠杆17依靠弹簧83而变成不起作用，弹簧83有一经过选择的弹性比以便弹簧83在正常情况下缺少通向室89和增加弹簧力的流体压力在正常动力操作时压缩以移动柱塞38。
图3说明本发明的另一个实施例。凸轮杠杆117被置于一凸轮驱动部件181和凸轮面178之间。第一柱塞138包括其中容纳凸轮部件177的空腔188，带有置于第一级柱塞138的端壁139和凸轮部件177的端壁180之间的弹性构件183。凸轮构件177被可滑动地置于空腔188里。弹性构件183保持缝隙或间隔190于第一级柱塞端139和阀门壳体端175之间。阀门壳体179包括一对相反地设置的纵向槽173其中容纳凸轮面178和凸轮杠杆117。以上论及的操作对于动力操作和非动力操作是相同的。在动力操作时，驱动构件181向左偏压杠杆117而杠杆117移动凸轮构件177和第一级柱塞以一段较大距离因为杠杆117接合着凸轮面178的径向外部。在人工操作当流体压力中断时，空腔188里流体压力的缺乏减去了由流体压力和弹簧183作用在凸轮部件177上的力，于是弹簧183被压缩和杠杆117变成不起作用。
本发明液力制动助力器具备了比以前的液力制动助力器明显的优点。首先，在应用一单孔助力器时达到了期望的目标，该单孔助力器在单孔内基本上包括了所有的部件。助力器壳体仅包括附加在其中的径向通道以便衬套和杠杆可以放入其中，其结果改变了助力器壳体的设计，第一级柱塞和阀门壳体相对地较小和价廉。其次，本发明制动助力器提供了理想的制动踏板的短移动行程通过杠杆和凸轮面的接合导致一增加了的或较大的柱塞行程。因而，要由一真空助力器提供的大多数“感觉”也可通过本液力制动助力器获得，而不需要另外设计的装置以使在系统里实现一快速流体流失调整。由于相对于输入部件增加了的柱塞移动行程，流体流失的调整是本发明特有的成就故不再需要其它部件。第三，在制动助力器人工操作时，会提供给车辆驾驶员一较长的制动踏板行程使车辆驾驶员可能达到所需的制动管道压力和停车距离，其所用的必须施加在制动踏板上的力比必须施加在短行程踏板上的力相应地降低。因此，在制动人工操纵时能获得一长制动踏板行程的机械效益。甚而，制动踏板的“满行程”移动在低压范围内提供给车辆驾驶员以较好和改进的响应度。最后，在人工方式操作时，除了由间隙90和138加起来形成的小距离外没有其它行程损失。
这里描述的本发明可能被懂行者作出许多变动，而所有这些变动规定要列入附件的权利要求范围之内。