DE1148452B

DE1148452B - Hydraulischer Servomotor mit Druckmittelversorgung durch Pumpe und Speicher

Info

Publication number: DE1148452B
Application number: DET17722A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Fritz Ostwald
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1960-01-14
Filing date: 1960-01-14
Publication date: 1963-05-09
Also published as: FR1284381A; CH390691A; GB904744A

Description

Hydraulischer Servomotor mit Druckmittelversorgung durch Pumpe und Speicher Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Servomotor mit Nachfolgesteuerung, bei dem der Kolben des Servomotors als Gehäuse für einen Steuerschieber ausgebildet ist. Bei Verschiebung des Steuerschiebers wird der Kolben einseitig mit von einer Pumpe geliefertem Druckmittel beaufschlagt.
Bei der bekannten Einrichtung erfolgen die Zuführung und Abführung des Druckmittels durch Kanäle, die in dem als Kolbenschieber wirkenden Kolben ausgebildet sind und durch ein Glied überwacht werden, das seine Bewegungen von einem Steuerhebel erhält. Dieses Glied ist als Kolben ausgebildet und mit dem Steuerhebel verbunden. Die bekannte Einrichtung erlaubt die Zuführung des Druckmittels aus einer einzigen Druckmittelquelle.
Bei der Erfindung besteht die Aufgabe, zu dem im Normalbetrieb mit Pumpendruck arbeitenden Servomotor einen Speicher zuzuschalten.
Für bekannte Steuereinrichtungen, die sich außerhalb des Servomotors befinden, ist diese Aufgabe dadurch gelöst worden, daß das Gehäuse des Steuerschiebers zusätzliche Steuernuten enthält, an die der Druckspeicher angeschlossen ist, und daß im Schieberkolben entsprechende Druckmittelkanäle vorgesehen sind, die bei einer entsprechenden Weiterbewegung des Schieberkolbens mit den Steuerkanälen des Steuerschiebergehäuses zur überdeckung kommen.
Bei einer Servobetätigung der eingangs geschilderten Art, beispielsweise für die Spindellenkung von Kraftfahrzeugen, ist die Lösung der Aufgabe, zusätzlich zur Pumpe einen Druckspeicher zuzuschalten, insofern ein Problem, als nicht nur die Relativbewegung zwischen Steuerglied und Kolben, sondern auch die Relativbewegung zwischen Kolben und Zylindergehäuse zu berücksichtigen ist.
Mit der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, daß in der bekannten Weise in Abhängigkeit vom Weg des Steuerschiebers der Druckspeicher zugeschaltet wird, indem ein in an sich bekannter Weise durch eine Schaltrille im Körper des Steuerschiebers ausgehobener Stift über eine in zwei Lagerstellen im Kolben schwenkbar gelagerte und in einer Kolbennut befindliche Leiste auf den Stößel eines in der Servomotor-Zylinderwand befindlichen Speicherzuschaltventils einwirkt, wobei die Leiste mindestens eine Länge wie der vom Kolben zurückzulegende Hub aufweist und die Kolbennut gegen die vom Druckmittel beaufschlagten Stirnseiten des Kolbens abgedichtet ist. Vorteilhafterweise ist eine Kolbennut, in der sich die Leiste bewegt, durch eine Bohrung in der Zylinderwand mit dem Druckspeicher und durch eine Bohrung in der Kolbenwand mit einer Steuernut im Inneren des Kolbens verbunden. Erfindungsgemäß wird hierbei die Bohrung in der Zylinderwand zugleich zur Aufnahme des Stößels des Speicherzuschaltventils und als Anschlußleitung des Speichers verwendet. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung besteht die vorteilhafte Möglichkeit, in der Höhe des Speicherzuschaltventils eine Druckmittelpumpe in bekannter Weise an einer Bohrung in der Zylinderwand des Hilfskraftzylinders anzuschließen. In der Zeichnung ist Abb. 1 ein Längsschnitt, Abb.2 ein Querschnitt durch die hydraulische Servobetätigung in der Mittelebene des Speicherzuschaltventils.
In der Wand des Zylinders 1 ist in einer Bohrung 6 das Speicherzuschaltventil5 untergebracht. Der Kolben 2 ist in seinem Inneren als Gehäuse für den Steuerschieber 3 ausgebildet, dessen Steuerbewegung durch eine Längsbewegung der Spindel 4 verursacht wird. Der Schieberkolben 3 ist gegen den Kolben 2 durch irgendwelche Mittel bezüglich Verdrehung gesichert, und auch gegen eine Verdrehung des Kolbens 2 gegenüber dem Zylinder 1 ist in der Konstruktion Sorge getragen.
Zwar sind diese Verdrehungssicherungen für die Funktion des Hilfskraftzylinders wesentlich, werden aber in der Zeichnung nicht dargestellt, da sie an sich nicht zur Erfindung gehören. Die Längsbewegung des Schiebers 3 im Kolben 2 wird auf einer Seite durch das Kolbenstangenende 2a und auf der anderen Seite durch den Einschraubring 2 b begrenzt. Der Mantel des Kolbens 2 enthält eine Rundnut 24 über fast seine gesamte Länge, die gegenüber dem Speicherzuschaltventil 5 zu einer Längsnut 7 ausgeweitet ist. Über die Bohrung 8 im Kolbenmantel sind die beiden Nuten 7 und 24 mit der Mittelbohrung 25 des Kolbens 2 verbunden. In dieser Bohrung 25 sind Steuernuten 9 und 9', 9" vorgesehen, die mit Steuerkanten im Schieberkolben 3 zusammenwirken. Die Steuernuten 10 im Schieberkolben 3 haben durch die Radialbohrungen 11, 12 Verbindung mit der Mittelbohrung 22 im Schieberkörper. Zwei weitere Radialbohrungen im Kolben 2 verbinden die Mittelbohrung 25 mit zwei Längsbohrungen 20 und mit den Arbeitsräumen 21' und 21" des Servozylinders 1. Der Ablauf des Druckmittels zum Behälter erfolgt durch eine Leitung 19 in der Kolbenstange 2a des Kolbens 2.
Die Längsnut 7 im Kolben 2 dient zur Aufnahme der Leiste 15, die mit ihren Lagerzapfen 14 in den Büchsen 13 im Kolben 2 schwenkbar gelagert ist. Zum Schwenken der Leiste 15 um die Lager 13, 14 ist der Stift 17 in der Wand des Kolbens 2 geführt. Er stützt sich in einer Schaltrille 16 am Schieberkörper 3 ab, die im dargestellten Beispiel zwei schräge Wände hat, an denen der Stift 16 hochläuft, wenn der Schieber 3 eine Axialbewegung relativ zum Kolben 2 macht.
In ähnlicher Weise wird bei einem bekannten Servomotor ein Durchflußventil betätigt. Das Steuerglied dieses Servomotors ist mit Konussen ausgestattet, so daß es bei Steuerbewegungen in Längsrichtung die Kugel eines Aufschlagventils aushebt und den Ventildurchgang öffnet.
Bei der Erfindung wirkt der Stift 17 auf die Leiste 15 und drückt sie gegen den Stößel 18 des Speicherzuschaltventils 5.
Bei einer Längsbewegung der Spindel 4 werden zunächst die Kanten der Steuernuten 9, 9', 9" zur überdeckung mit den Steuerkanten der Nuten 10 gebracht. Damit werden die Leitung 19 und die Mittelbohrung 22, die zum Behälter führen, von der Bohrung 8 getrennt und die Verbindung zwischen der Bohrung 6 und einem der Arbeitsräume 21' oder 21" des Servozylinders hergestellt. Ein größerer Längsweg der Spindel 4 läßt den Kolbenschieber 3 den Stift 17 anheben und drückt ihn gegen die Leiste 15, die wiederum den Stößel 18 hochdrückt und das Speicherzuschaltventil 5 öffnet.
Der Kolben 2 setzt sich zusammen mit dem Schieberkolben 3 und der Spindel 4 in Bewegung. Dabei gleitet die Leiste 15 an dem Stößel 6 des Speicherzuschaltventils 5 entlang. Es ist immer nur einer der Arbeitsräume 21' bzw. 21" mit dem Druckspeicher und der andere Arbeitsraum durch einen Kanal 20, eine Steuernut 10 und 9' bzw. 9", die Mittelbohrung 22 und die Leitung 19 mit dem Behälter verbunden.
Die Ventilfeder des Speicherzuschaltventils ist nicht dargestellt. Sie drückt die Leiste 15 und den Stift 17 in die Ruhestellung zurück, wenn die Spindel 4 den Kolbenschieber 3 durch entsprechende Längsbewegung in die Mittelstellung bringt. Hierbei werden beide Arbeitsräume 21' und 21" über die Bohrungen 20, die Steuernuten 9', 9" und 10, die Mittelbohrung 22 und die Leitung 19 mit dem Behälter verbunden und drucklos.
Das Beispiel zeigt einen doppeltwirkenden Servomotor. Die Einrichtung wird für einen einfachwirkenden Zylinder verwendbar, wenn die Schaltrille 16 eine schräge und eine senkrechte Wand erhält. Auch der Steuerschieber wird dann entsprechend vereinfacht.
Bei 23 kann eine Druckmittelpumpe in der Höhe der Bohrung 6 irgendwo am Umfang des Zylinders 1 angeschlossen sein. Die Schaltrille 16 wird dann in ihrer Breite so gehalten, daß beim einfachen Steuerweg nur die Pumpe vom Umlauf auf einen Arbeitsraum umgeschaltet wird. Bei einem größeren Steuerweg des Schiebers 3 wird auch der Speicher in gleicher Weise, wie zuvor beschrieben, zugeschaltet. Diese Anordnung ist von Vorteil, wenn die Pumpe allein die geforderte Arbeitsleistung nicht aufbringen kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Hydraulischer Servomotor mit Nachfolgesteuerung, bei dem der Kolben des Servomotors als Gehäuse für einen Steuerschieber ausgebildet ist, wobei bei Verschiebung des Steuerschiebers der Kolben einseitig mit von einer Pumpe geliefertem Druckmittel beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, in Abhängigkeit vom Weg des Steuerschiebers (3) ein Druckspeicher zugeschaltet wird, indem ein in an sich bekannter Weise durch eine Schaltrille (16) im Körper des Steuerschiebers (3) ausgehobener Stift (17) über eine in zwei Lagerstellen (13) im Kolben (2) schwenkbar gelagerte und in einer Kolbennut befindliche Leiste (15) auf einen Stößel (18) eines in der Servomotor-Zylinderwand befindlichen Speicherzuschaltventils (5) einwirkt, wobei die Leiste mindestens eine Länge wie der vom Kolben zurückzulegende Hub aufweist und die Kolbennut (7) gegen die vom Druckmittel beaufschlagten Stirnseiten des Kolbens abgedichtet ist.
2. Hydraulischer Servomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbennut (7),; in der sich die Leiste (15) bewegt, durch eine Bohrung (6) in der Zylinderwand mit dem Druckspeicher und durch eine Bohrung (8) in der Kolbenwand mit einer Steuernut (9) im Inneren des Kolbens (2) in Verbindung steht.
3. Hydraulischer Servomotor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (6) in der Zylinderwand zugleich zur Aufnahme des Speicherzuschaltventils (5) und als Anschlußleitung des Speichers dient.
4. Hydraulischer Servomotor nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Höhe des Speicherzuschaltventils (5) die Druckmittelpumpe in bekannter Weise an einer Bohrung (23) in der Zylinderwand des Servomotors (1) angeschlossen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1021735, 894 504.