DE1295380B - Stroemungsdruck-Servomotor - Google Patents
Stroemungsdruck-ServomotorInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Strömungs- Gehäuseteile festgeklemmt. Die Membran 18 liegt
druck-Servomotor mit einem Kraftglied und einer über einem becherförmigen Teil 20 aus Blech, das an
druckentlasteten, die Verbindung von auf den bei- dem Ende einer Stange 22 befestigt ist, welche den
den Seiten des Kraftgliedes angeordneten Motor- Kolben 24 eines hydraulischen Servozylinders 26 verkammern
mit Differentialdruckmedien steuernden, 5 schiebt. Der Servozylinder 26 wird von einem Gußin
einem Ventilgehäuse angeordneten Ventileinheit, stück gebildet, das einen zylindrischen Teil 30
welche mit zwei Sitzen zum Steuern des Anschlusses enthält, das in die Motorkammer 14 ragt und an dem
von zwei verschiedenen Drücken an eine Motorkam- Gehäuse 12 mittels eines Flansches 28 abgedichtet
mer versehen ist, und wobei jede Motorkammer mit befestigt ist. Ein Führungslager 32 wird in einer Bohje
einer Steuerkammer in der Ventileinheit ständig io rung 34 in dem Teil 30 von einer Zwischenscheibe 36
verbunden ist. und einem Anschlagring 38 gehalten und dient zur
Bei bekannten Strömungsdruck-Servomotoren die- Führung und Unterstützung der Stange 22. Eine
ser Art ist ein Ventilglied mit einer Membran ver- ringförmige Dichtung 40 von U-förmigem Querbunden.
Der Umfangsrand der Membran ist in eine schnitt ist in die Bohrung 34 eingepaßt und steht
Ausnehmung festgeklemmt, welche in der Mitte des 15 mit der Außenfläche der Stange 22 in abdichtendem
Ventilgehäuses vorgesehen ist. Die Ausgleichskam- Eingriff, und ein Ring 42, der sich gegen eine an dem
mer ist mit der Strömungsdruckwirkung unter inneren Ende der Bohrung 34 gebildete Schulter abZwischenschaltung
eines axial versetzten Kanals stützt, drückt die Dichtung 40 gegen die Endfläche
verbunden, welcher in dem Körper des Ventilgehäu- des Führungslagers 32.
ses bearbeitet ist. ao Der hohle Kolben 24 gleitet in einer Bohrung 44
Es ist ferner bekannt, bei Strömungsdruck-Servo- des hydraulischen Servozylinders 26. Die Stange 22
motoren eine Bohrung in einem Wandvorsprung des ragt in den Kolben 24 hinein und ist mit diesem mit-Ventilgehäuses
zum Führen der mit der Membran tels eines Querstiftes 46 verbunden, dessen Enden
verbundenen Stange vorzusehen, wodurch der Druck- von großen Löchern in der Wand des Kolbens aufgeentlastungskanal
ebenfalls in dem Körper des Ventil- as nommen werden, wodurch eine Totgangverbindung
gehäuses bearbeitet werden muß. Es sind ferner zwischen Stange und Kolben gebildet wird.
Strömungsdruck-Servomotoren mit zwei gegenüber- Der Kolben 24 wird normalerweise gegen den
liegenden Membranen bekannt, die durch Stangen Ring 42 durch eine Rückstellfeder 48 vorgespannt,
miteinander verbunden sind, welche in einem ring- die zwischen dem Boden des Gehäuses 12 und dem
förmigen Durchgang zum Führen des Membranaus- 30 becherförmigen Teil 20 zusammengedrückt liegt.
gleichs-Strömungsmediums angeordnet sind. Die von einem nicht dargestellten Druckzylinder
Alle diese bekannten Strömungsdruck-Servomoto- zugeführte hydraulische Flüssigkeit steht mit dem
ren sind so verwickelt im Aufbau, daß eine wirt- Raum hinter dem Kolben 24 durch eine Einlaßschaftliche
Herstellung praktisch unmöglich ist. So Öffnung 50 in Verbindung, und der hydraulische
sind Teile, wie beispielsweise die Membran oder ein 35 Druck wirkt zusätzlich zu der Kraft des Servomotors
Druckentlastungskanal, an Stellen des Ventilgehäuses zur Verschiebung des Kolbens 24 in der Bohrung 44.
vorgesehen, die sowohl für eine Bearbeitung als auch Die hydraulische Flüssigkeit in der Bohrung 44 wird
für ein Einsetzen und Befestigen schwer zugänglich von dem Kolben 24 beispielsweise in einen hydraulisind.
sehen Kreis eines Bremssystems durch eine Öffnung
Der Zweck der Erfindung besteht darin, ein Bear- 40 52 gedrückt. Um den hydraulischen Kreis des mit
beiten des Druckentlastungskanals in dem Ventilge- dem Servozylinder 26 verbundenen Systems voll mit
häuse auszuschalten und die Membran an einem hydraulischer Flüssigkeit zu halten, ist in dem Kolleichter
zugänglichen Platz anzuordnen, so daß die ben24 ein Kanal 54 vorgesehen, um die Einlaßöff-Herstellung
dadurch wesentlich vereinfacht wird. nung 50 mit dem Teil der Bohrung 44 vor dem KoI-Dies
wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß 45 ben 24 zu verbinden, wenn sich der Kolben in der
der eine Sitz auf einem ersten, aus plastischem Mate- in der Zeichnung dargestellten Ruhestellung befindet,
rial hergestellten Ventilglied vorgesehen ist, das ein Die Stange 22 trägt an ihrem Ende eine Kugel 56,
zweites, rohrförmiges Ventilglied, auf welchem der welche den Kanal 54 abschließt, wenn sich die
andere Sitz gebildet ist, umgibt, und daß das erste Stange nach rechts zum Trennen der Einlaßöffnung
Ventilglied mit einer Membran versehen ist, deren 5° 50 von dem vor dem Kolben 24 liegenden Teil der
Umfangsrand zwischen dem Ventilgehäuse und einer Bohrung 44 bewegt. Die bisher beschriebene Anordan
dem Ventilgehäuse befestigten Kappe festge- nung ist bekannt und nicht Gegenstand der Erfinklemmt
ist, wodurch eine zwischen der Kappe und dung.
der Membran gebildete Druckentlastungskammer mit Der Servomotor 10 enthält gemäß der Erfindung
einem axialen Kanal in Verbindung steht, welcher 55 ein Steuerventil 60, welches das auf die Membran 18
durch das erste und zweite Ventilglied zur Druck- drückende Druckdifferential steuert. Der Servomotor
entlastung der Ventileinheit führt. Vorteilhafte Wei- 10 arbeitet in Vakuum, wobei Vakuum auf beiden
terbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind in Seiten der Membran 18 vorhanden ist, wenn sich der
den Unteransprüchen gekennzeichnet. Servomotor in Ruhe befindet, und bei welchem
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung 60 atmosphärische Luft der Motorkammer 16 zugeführt
in einem Ausführungsbeispiel im Längsschnitt dar- wird, wenn ein Arbeiten des Servomotors gewünscht
gestellt. wird. Die Motorkammer 14 steht durch einen Kanal
Der dargestellte Srömungsdruck-Servomotor 10 62 mit einer Steuerkammer 64 des Steuerventils in
arbeitet in Vakuum und enthält ein zweiteiliges Ge- Verbindung und ist ständig an die Vakuumquelle
häuse 12, welches durch ein von einer biegsamen 65 angeschlossen. Das Steuerventil 60 enthält ferner eine
Membran 18 gebildetes Kraftglied in zwei Motor- Steuerkammer 66, welche ständig mit der Motorkammern
14 und 16 unterteilt ist. Der Umfang der kammer 16 des Servomotors durch eine Leitung 68
Membran 18 ist zwischen den Rändern der beiden verbunden ist, und eine Kammer 70, welche mit der
Atmosphäre durch radiale Kanäle 72 in Verbindung steht, wobei atmosphärische Luft in die Kammer 70
durch einen in einer Kappe 76 untergebrachten Filter 74 eintreten kann. Die Steuerkammer 64 ist in
einem Ansatz 77 des Gußstückes vorgesehen, in welchem
der Servozylinder 26 angeordnet ist, und sie ist von der Steuerkammer 66 durch eine ringförmige
Wand 78 aus Gummi oder gummiähnlichem Material getrennt. Die Steuerkammer 66 ist von der Kammer
70 durch eine starre Wand 80 eines Ventilgehäuses 82 getrennt, in welchem die Kammern 66 und
70 vorgesehen sind und welches an dem Ansatz 77 durch Schrauben 84 befestigt ist, welche gleichzeitig
zur Befestigung der Kappe 76 dienen.
Die Wand 80 ist mit einer öffnung 86 versehen, welche die Kammern 66 und 70 verbindet. Der Rand
der ringförmigen Wand 78 ist abdichtend zwischen den Rändern des Ansatzes 77 und des Ventilgehäuses
82 festgeklemmt. Ein ringförmiges Glied 88, welches die Steuerkammern 64 und 66 verbindet, ist an ao
der ringförmigen Wand 78 achsgleich mit der öffnung 86 befestigt. Die ringförmige Wand 78 enthält
einen rohrförmigen Teil 90, welcher das untere Ende des ringförmigen Gliedes 88 umgibt und etwas über
dessen Ende vorsteht und somit einen ringförmigen Sitz für ein zweites rohrförmiges Ventilglied 92 bildet,
welches mit einem rohrförmigen Ansatzteil 94 versehen ist, der sich in die Kammer 70 durch die
öffnung 86 erstreckt. Das Ende des Ansatzteiles 94 ist in ein erstes Ventilglied 96 in Form eines Gummiblockes
eingebettet, das ein die öffnung 86 steuerndes Ventilglied bildet. Eine Membran 98, die einstückig
mit dem Ventilglied 96 hergestellt ist, bildet den Boden der Kammer 70, wobei die Ränder dieser
Membran zwischen dem Ventilgehäuse 82 und der Kappe 76 abdichtend festgeklemmt sind. Ein axialer
Kanal 100 ist in dem Ansatz des Ventilgliedes 92 und in dem Ventilglied 96 vorgesehen und verbindet
die von der Membran 98 und der Kappe 76 begrenzte Druckentlastungskammer 102 mit der Steuerkammer
64 oder 66 je nach der Lage des Ventilgliedes 92. Die von den Sitzen der Ventilglieder 92 und 96 gebildete
Fläche und die wirksame Fläche der Membran 98 sind gleich, so daß die Summe der auf die
bewegliche Anordnung, die von den Ventilgliedern 92 und 96 und der Membran 98 gebildet wird, wirkenden
Druckkräfte immer 0 ist. In dem nicht arbeitenden Zustand des Servomotors ist das Ventilglied
96 gegen die Wand 80 durch die Membran 98 vorgespannt, und die ringförmige Wand 78 wird gegen
die Steuerkammer 64 durch eine Feder 104 vorgespannt, welche das ringförmige Glied 88 gegen eine
Schulter 106 vorspannt.
Das ringförmige Glied 88 ist einteilig mit einem von einer Bohrung 108 gleitend aufgenommenen
Kolben 110, welche Bohrung mit dem Teil der Bohrung 44, die hinter dem Kolben 24 angeordnet ist,
und demzufolge mit der Einlaßöffnung 50 in Verbindung steht.
Der Servomotor arbeitet folgendermaßen: Im Ruhezustand befinden sich die verschiedenen Teile
des Strömungsdruck-Servomotors in der in der Zeichnung dargestellten Lage. Wenn eine von einem nicht
dargestellten Druckzylinder zugeführte hydraulische Flüssigkeit der Einlaßöffnung 50 zugeführt wird,
werden der Kolben 110 und das ringförmige Glied 88 von dem hydraulischen Druck verschoben, und
der rohrförmige Teil 90 der ringförmigen Wand 78 wird in Eingriff mit dem Ventilglied 92 bewegt und
dadurch die Verbindung zwischen der Motorkammer 16 des Servomotors und der Vakuumquelle geschlossen.
Danach wird das Ventilglied 96 von der Wand 80 wegbewegt, und es kann atmosphärische
Luft in die Kammer 66 des Steuerventils und dann in die Motorkammer 16 des Servomotors fließen. Da
die bewegliche Anordnung 92, 96, 98 ausgeglichen ist, ist die zum Einleiten dieser Anfangsbewegung
der beweglichen Anordnung erforderliche Kraft sehr klein, da sie gleich der Summe der Kraft der Feder
104 und der elastisch verformbaren Membran 98 und der Kraft auf Grund des atmosphärischen
Druckes ist, der auf den Kolben 110 wirkt, während es bei den herkömmlichen Servomotoren notwendig
ist, zusätzlich die Wirkung der Druckkräfte auf beide Ventilglieder zu überwinden. Dadurch wird
die Verzögerungszeit bei der Einleitung des Servomotorbetriebes erheblich verkürzt.
Durch das Anwachsen des Druckes in der Motorkammer 16 des Servomotors wird eine Bewegung der
Membran 18 und ein Antrieb der Stange 22 hervorgerufen. Die Kugel 56 der Stange 22 schließt dann
den Kanal 54 und trennt den Teil der Bohrung 44 vor dem Kolben 24 von der Einlaßöffnung 50 ab.
Der Kolben 24 wird dann in der Bohrung 44 durch die Stange 22 verschoben, und die in der Bohrung 44
druckaufgeladene hydraulische Flüssigkeit wird in den hydraulischen Kreis des Bremssystems durch die
öffnung 52 gedrückt. Solange das Ventilglied 96 von der Wand 80 getrennt gehalten wird, steigt der Druck
in der Steuerkammer 66 an und übt auf die ringförmige Wand 78 eine wachsende Kraft aus, welche
wiederum auf die Kraft einwirkt, die auf den Kolben 110 durch den Druck der der Einlaßöffnung 50 zugeführten
hydraulischen Flüssigkeit ausgeübt wird. Wenn der Druck an der Einlaßöffnung 50 auf einem
konstanten Wert gehalten wird, wird die ringförmige Wand 78 gegen die Steuerkammer 64 bewegt, bis das
Ventilglied 96 die öffnung 86 schließt. Dann steigt der Druck in der Motorkammer 16 des Servomotors
nicht mehr an, und die Membran 18 hält an.
Wenn die Bremsleistung verringert werden soll, wird der Druck auf die Einlaßöffnung 50 herabgesetzt,
wodurch die auf die ringförmige Wand 78 wirkenden Druckkräfte das rohrförmige Glied 90
von dem Ventilglied 92 wegbewegen, die Motorkammer 16 wird dann mit der Vakuumquelle verbunden,
und der Druck in dieser Kammer fällt ab, wodurch der hydraulische Druck in der Bohrung 44 und die
Rückstellfeder 48 den Kolben 24 rückwärts bewegen. Die ringförmige Wand 78 bewegt sich von dem
Ventilglied 92 weg, um die Steuerkammern 64 und 66 zu verbinden, sobald als der Druck an der Einlaßöffnung
50 selbst sehr wenig sinkt, während bei den herkömmlichen Servomotoren der Druck an der Einlaßöffnung
um einen Betrag herabgesetzt werden muß, der den Druckkräften an den Ventilgliedern
entspricht, bevor sich die Membran bewegt und der Kolben des Servomotors seine Rückwärtsbewegung
einleitet.
Wenn der Druck in der Steuerkammer 66 sinkt, bewegt sich die ringförmige Wand 78 von der
Steuerkammer 64 weg, bis ihr rohrförmiger Teil 90 mit dem Ventilglied 92 in Eingriff kommt. Dann verringert
sich der Druck in der Motorkammer 16 nicht mehr, und der Kolben 24 hält an.
Wenn der Druck an der Einlaßöffnung 50 auf
atmosphärischen Druck verringert wird, bewegt sich die ringförmige Wand 78 gegen die Steuerkammer
64, bis sich das ringförmige Glied 88 gegen die Schulter 106 abstützt. Die Motorkammer 16 ist dann
mit der Vakuumquelle in Verbindung gebracht, und wenn die auf die Seiten der Membran 18 wirkenden
Drücke gleich sind, bringt die Rückstellfeder 48 den Kolben 24 in seine Ruhelage zurück. Darauf stützt
sich der Kolben 24 gegen den Ring 42 ab, die Kugel wird von der Öffnung des Kanals 54 wegbewegt, und
der Teil der Bohrung 44 vor dem Kolben 24 wird dann an die Einlaßöffnung 50 angeschlossen, wodurch
sich die Drücke in dem ganzen hydraulischen Kreislauf ausgleichen.
Obgleich die Erfindung in Anwendung auf einen vakuumbetätigten Servomotor für ein Bremssystem
beschrieben worden ist, ist es offensichtlich, daß das Ventil in verschiedenen Arten von Strömungsdruck-Servomotoren
verwendet werden kann.
20
Claims (4)
1. Strömungsdruck-Servomotor mit einem Kraftglied und einer druckentlasteten, die Verbindung
von auf den beiden Seiten des Kraftgliedes angeordneten Motorkammern mit Differentialdruckmedien
steuernden, in einem Ventilgehäuse angeordneten Ventileinheit, welche mit zwei Sitzen zum Steuern des Anschlusses von
zwei verschiedenen Drücken an eine Motorkammer versehen ist, und wobei jede Motorkammer
mit je einer Steuerkammer in der Ventileinheit ständig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der eine Sitz auf einem ersten aus plastischem Material hergestellten Ventilglied
(96) vorgesehen ist, das ein zweites, rohrförmiges Ventilglied (92), auf welchem der andere Sitz gebildet
ist, umgibt, und daß das erste Ventilglied (96) mit einer Membran (98) versehen ist, deren
Umfangsrand zwischen dem Ventilgehäuse (82) und einer an dem Ventilgehäuse befestigten
Kappe (76) festgeklemmt ist, wodurch eine zwischen der Kappe (76) und der Membran (98) gebildete
Druckentlastungskammer (102) mit einem axialen Kanal (100) in Verbindung steht, welcher
durch das erste und zweite Ventilglied zur Druckentlastung der Ventileinheit (92, 96) führt.
2. Strömungsdruck-Servomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch
Sitze des ersten und zweiten Ventilgliedes begrenzten Flächen gleich der wirksamen Fläche
der Membran (98) sind.
3. Strömungsdruck-Servomotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Membran (98) elastisch ist und das erste Ventilglied (96) auf seinen Sitz drückt, um normalerweise
die Verbindung zwischen der einen Steuerkammer (66) und einer von dem Ventilgehäuse
(82) begrenzten Kammer (70) zu unterbrechen, und das zweite Ventilglied (92) normal von einer
ringförmigen Wand (78) einen Abstand zur Bildung einer Verbindung zwischen der einen Steuerkammer
(66) und der anderen, an eine Unterdruckquelle angeschlossenen Steuerkammer (64)
hat, welche ständig an die Druckentlastungskammer (102) durch den axialen Kanal (100) angeschlossen
ist.
4. Strömungsdruck-Servomotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer
(70) mit der Atmosphäre durch radiale Kanäle (72) und einen in der Kappe (76) angeordneten
Filter (74) verbunden ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Family Applications (1)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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