DE1300443B

DE1300443B - Stroemungsdruck-Servoantrieb

Info

Publication number: DE1300443B
Application number: DEB65061A
Authority: DE
Inventors: Cripe Maxwell Leslie
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1960-12-13
Filing date: 1961-12-06
Publication date: 1969-07-31
Also published as: DE1601708B1; GB1011731A; GB1011736A; US3106873A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einfach wirkende, einseitig federbelastete Strömungsdruck-Servoantriebe mit einer das Druckmittel beeinflussenden Ventilkammer und einer in einem Gehäuse verschlebbaren Nabe, die einen radial gerichteten Flansch aufweist, welcher an seinem äußeren Ende einen axial gerichteten, in geringem radialein Abstand vom Gehäuse liegenden Flansch besitzt und welcher mit einer an dem Gehäuse befestigten Membran verbunden ist.
Es ist bereits ein Strömungsdruckantrieb bekannt, bei dem der innere Umfang der Membran in einer ringförmigen Aussparung angeordnet ist, die auf einem beweglichen Anker ausgebildet ist und die gegen den radial nach außen verlaufenden Flansch des beweglichen Ankers anliegt. Der innere Umfang der Membran ist einerseits über einen axial verlaufenden und nach hinten geribliteten ringförmigen Flansch des Kolbens gerollt und weist andererseits eine Umfangswulst auf, die unter Kraftwirkung in eine axial verlaufende und nach rückwärts gerichtete ringförinige Nut des Kolbens eingepaßt ist. Hierbei wird der Abdichteffekt dadurch erzielt, daß die Membranwulst in der ringförmigen Nut des Kolbens begrenzt wird und daß ein Herausziehen der Meinbranwulst aus der Nut durch den gepreßten, steifen Teil der Membran verhindert wird, der über den ringförmigen Flansch des Kolbens gerollt wird. Des weiteren ist ein Servoantrieb bekannt, bei dem die Aussparung für die Membrankante etwa auf halbem Wege der Seitenwandhöhe ausgebildet ist, und die Seitenwandung erstreckt sich nicht bis zu der Nähe des Gehäuseumfanges. Bei dieser Ausführungsforin reicht der Druck des Strömungsmediums, der auf die Membran ausgeübt wird, nicht aus, um letztere sicher in ihrer Stellung zu halten. Die Membran besitzt ferner keine Mittel, um eine Rollabstützung für den Membranumfang zu gewährleisten, wenn der Servomotor in Tätigkeit tritt. Deshalb müssen bei dieser Anordnung Vorkehrungen getroffen werden, damit das innere Membranende zwangläufig mit der Seitenwandung über einen Schnappring oder eine Drahtklammer befestigt wird. Dadurch ergibt sich ein zusätzlicher erheblicher Arbeitsaufwand beim Zusammenbau der Membran, und es können schädliche örtliche Beanspruchungen auftreten, die die Lebensdauer der Membran nachteilig beeinflussen.
Ziel der Erfindung ist es, die Membran im Falle hoher Betriebsbeansprachung einwandfrei in ihrer Lage zu halten und eine gute Abdichtung an der Membran zu erreichen.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Nabe eine auf der Druckmittelseite liegende, an den radialen Flansch anschließende Aussparung aufweist, daß der axiale Flansch nach der Federseite zu gerichtet ist, auf dem die Membran nach Art einer an sich bekannten Rollmeinbran aufliegt, und daß der Innendurchmesser des radialen Teils der Meinbran kleiner ist als der Durchmesser der Aussparung.
Nach einer speziellen Ausführungsforin ist die Membran mit Ansätzen versehen, die in der normalen Stellung an dem benachbarten Gehäuseteil anliegen.
Im Falle des erfindungsgemäßen Servoantriebes erhält der radiale Flansch eine große radiale Ab- messung dadurch, daß er sich von einer Aussparung, die auf der Nahe innerhalb des radialen Flansches vorgesehen ist, bis zum Umfang des äußeren, axial verlaufenden Gehäuseteils erstreckt, wo nur ein kleiner ringförmiger Spalt entsteht, so daß die Membran während der Betätigung des Servoantriebes einem wesentlichen Druck des Strömungsmediums ausgesetzt wird, der die Membran praktisch auf die gesamte Arbeitsfläche in abdichtenden Eingriff mit der Anschlagfläche, die durch den radialen Flansch dargestellt wird, drückt.
Auf Grund des axialen Flansches behält bei einer Verschiebung der radiale Flansch den Kontakt mit der Membran bei, die auf diese Weise am Umfang des axialen Flansches abrollt und damit die Reibung vermindert, die auf den verschiebbaren Teil der Membran ausgeübt wird, und eine entsprechende Führung für die Membran ergibt.
Die Membran wird somit in ihrer Lage gehalten, ohne daß die Gefahr besteht, daß sie durch den Druck des strömenden Mediums, der auf die Meinbran ausgeübt wird, wie auch durch die Reibung, die durch den Paßsitz auf Grund des Durchmessers der Innenfläche der Aussparung entsteht, herausgedrückt wird, wobei der Durchmesser der Innenfläche größer ist als die zentrische öffnung im radialen Teil der Membran. Dabei schnappt die Membran in die Aussparung ein und wird unter Spannung in ihrer Lage gehalten. Membran und radialer Flansch bewegen sich somit als Einheit.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
Die Zeichnung zeigt einen Längsselinit-tdurch einen Strömungsdruck-Servoantrieb in Verbindung mit einem kraftbetätigten Hauptsteuerzylinder, der zur Betätigung von Kraftfahrzeugbremsen verwendet wird.
Der gezeigte kraftbetätigte Hauptsteuerzylinder wird zur Betätigung der hydraulischen Bremsen eines Kraftfahrzeuges verwendet. Er umfaßt einen Strömungsdruck-Servoantrieb A, der am einen Ende des Hauptsteuerzylinders B befestigt ist, dessen Auslaß mit den hydraulischen Leitungen des zu betätigenden Bremssystems verbunden ist. Der Strömungsdruck-Servoantrieb A beaufschlagt dabei den Kolben 16. Das Gehäuse 30 des Servoantriebes besteht aus einem vorderen und einem hinteren Gehäuseteil 32 und 34, die als schalenförmige Preßteile ausgebildet sind, die in entsprechender Weise miteinander verbunden sind. Der kraftgetriebene Teil des Servoantriebes A ist dabei von einem einzigen Guß- oder Formteil gebildet, der so angeordnet und ausgeführt ist, daß er die notwendigen Ventilkammern, Durchlässe usw. aufweist. Der bewegliche Teil des Servoantriebes weist eine Membran 38 auf, deren äußerer Umfang an den beiden Gehäuseteilen festgeklemmt ist und deren innerer Teil selbsttätig an der Nabe 36 festgehalten wird und eine Abdichtung bildet, wenn sie in ihrer Stellung eingerastet ist.
In der in der Zeichnung dargestellten Aus-Führungsforin wird den beiden gegenüberliegenden Kammern 40 und 42 während des normalen abgeschalteten Zustandes des Servoantriebes ein Unterdruck aufgegeben. Die Nabe 36, die gegossen oder gepreßt sein kann, besitzt einen axial verlaufenden Hauptkörperteil 44, der einen radial verlaufenden ansch 46 enthält, welcher als Träger für die Mein-Dran 38 wirkt. Der radiale Flansch 46 ist am Umfang ixial nach vorwärts etwa im rechten Winkel zu einem axialen Flansch 48 abgebogen, so daß die Membran 38 über einen abgerundeten rechten Winkel verläuft und sich gegen eine etwa zylindrische Oberfläche legt. Wenn der in der Zeichnung dargestellte Servoantrieb einem Unterdruck ausgesetzt wird, enthält der Hauptkörperteil 44 einen axial rückwärts angeordneten Ansatz 50, dessen Außenfläche zylindrisch ist und sich durch eine öffnung in dem hinteren Gehäuseteil 34 erstreckt. Eine Abdichtung52 ist zwischen dem Umfang des Ansatzes 50 und dem Gehäuseteil 34 vorgesehen, damit der Eintritt von Luft verhindert wird. Innerhalb des Ansatzes 50 ist die Steuerstange 92 angeordnet, mit deren Hilfe in üblicher Weise die Bewegung der Nabe 36 und damit des Kolbens 16 gesteuert wird.
Gemäß der Erfindung sind die Membran 38 und die Nabe 36 so ausgebildet, daß die Membran 38 leicht in ihre Stellung in der Nabe 36 einrastet und selbsttätig eine Abdichtung ohne zusätzliche Klemm-oder Abdichtmittel ergibt. Es sind eine glatte zylindrische, in einer Aussparung 106 liegende Umfangsfläche 96 an der Nabe 36 und eine entsprechende öffnungsfläche 98 in der Membran 38 vorgesehen, so daß die öffnungsfläche 98 einen engen Festsitz mit der Umfangsfläche 96 bildet. Da die Membran über den sich nach rückwärts erstreckenden Ansatz 50 gestreift wird, muß die Umfangsfläche 96 einen größeren Durchmesser als der Ansatz 50 aufweisen. Die Aussparung 106 ist an der Oberfläche des radialen Flansches 46 vorgesehen. Die glatte Umfangsfläche 96 bildet vorzugsweise einen rechten Winkel mit der rückwärtigen, radial angeordneten Oberfläche des Flansches 46, und die hintere Fläche des Flansches 46 ist vorzugsweise glatt ausgebildet, so daß die Membran satt anliegt und eine genügend große Reibung zwischen der Membran 38 und dem Flansch 46 entsteht, um zu verhindern, daß die Membran gestreckt und ihre Öffnungsfläche 98 von der Umfangsfläche 96 abgezogen und somit die Ab- dichtung unterbrochen wird. Es ist eine absolut glatte Fläche nicht erforderlich, damit ein Strecken der Membran 38 verhindert wird; in vielen Fällen ist jedoch eine zusätzliche Abdichtung zwischen der hinteren Fläche des Flansches 46 und der Membran 38 vorgesehen.
In der in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsform wird die Membran 38 über die abgerundete Kante der Verbindung zwischen radialem Flansch 46 und axialem Flansch 48 gezogen und gegen den axialen Flansch 48 gelegt, so daß eine zusätzliche Reibung zwischen Flansch 48 und der Membran 38 erhalten wird. Beim Ziehen der Meinbran über die abgerundete Kante erzeugt eine Spannung an der Membran eine Reibungskraft an der abgerundeten, rechtwinkeligen Fläche, die die radiale Spannung in dem Teil der Membran 38 in der Nähe der öffnungsfläche 98 erheblich verringert. Die Membran 38 ist vorzugsweise aus nicht verstärktem elastomerem Material gegossen bzw. geformt und vorzugsweise axial bei 100 um die mittlere öffnungsfläche herum verdickt, damit die Abdichtfläche in bezug auf die Umfangsfläche 96 vergrößert und eine zusätzliche Festigkeit erzielt wird. Durch die Aussparung 106 wird eine hintere Abstützfläche vorgesehen, um zu verhindern, daß bei einer nach rückwärts gerichteten Kraft auf die Meinbran letztere aus ihrem Abdichteingriff mit dem radialen Flansch 46 kommt. Diese Abstützfläche braucht nicht notwendigerweise fortlaufend um den gesamten Umfang der Nabe 36 angeordnet zu sein.

Claims

Patentansprüche: 1. Einfachwirkender, einseitig federbelasteter Strömungsdruck - Servoantrieb mit einer das Druckmittel beeinflussenden VentilkammeF -und einer in einem Gehäuse verschiebbaren Nabe, die einen radial gerichteten Flansch aufweist, welcher an seinem äußeren Ende einen axial gerichteten, in geringem radialem Abstand vom Gehäuse liegenden Flansch besitzt, und welcher mit einer an dem Gehäuse befestigten Membran verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, -daß die Nabe (36) eine auf der Druckmittelseite liegende, an den radialen Flansch (46) anschließende Aussparung (106) aufweist, daß der axiale Flansch (48) nach der Federseite zu gerichtet ist, auf dem die Membran (38) nach Art einer an sich bekannten Rollmembran aufliegt, und daß der Innendurchmesser des radialen Teiles der Membran kleiner ist als der Durchmesser der Aussparung (106).
2. Strömungsdruck - Servoantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meinbran (38) mit Ansätzen (94) versehen ist, die in der normalen Stellung an dem benachbarten Gehäuseteil (34) anliegen.