DE1505468A1 - Stroemungsdruckmittelbetaetigter Servomotor - Google Patents

Description

DB. ING. H. NBGENDANK /j 505468 IiHlDlOH ·ΜΧσ» Will «I

The Bendix Corporation

7iihtr Building

Detroit, Miohigan/USA. 28.9.1965

Strömungsdruckmittelbetätigter Servomotor

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen mungsdruckmittelbetätigten Servomotor mit wenigstens zwei Membranen oder Dichtungen, welche innerhalb eines geschlossenen Gehäuses des Servomotors angeordnet und miteinander bewegbar sind, wobei Mittel zur Anzeige und Begrenzung einer Bewegung der Membranen vorgesehen sind.

Bei B^ejiakraftverstärkorn oder dergleichen sind wirksame Verstärkungen bei nur sehr kleinen Betätigungswegen der Betätigungsorgan erwünscht. Servoeinrichtungen werden für die verschiedenartigsten Zwecke verwendet und haben z.B. bei fahrzeugbremsen zu einer falschen Einschätzung der mit solchen Einrichtungen verbundenen Sicherheit geführt. Wenn das Betätigungsglied bei .derartigen Servoeinrichtungen bei maximaler Kraftwirkung seine Endstellung erreicht hat, kann keine Betätigung der angeschlossenen Einrichtung, z.B. einer Fahrzeugbremse, mehr erfolgen. Die Aufgabe der vorliegenden . Erfindung besteht daher in der Schaffung von Einrichtungen zur Anzeige einer Annäherung des Betätigungsorgans an eine Grenzlage bei plötzlicher Betätigung eines derartigen Servomotors.

Nach der Lehre der vorliegenden Erfindung let ein strömungsmittelbetätigter Servomotor zur Bremskraftverstärkung

909833/035 2 bad

geschaffen, welcher ein Paar ähnlich geformter bewegbarer ZwI-sohenwände aufweist, welche auf gegenüberliegenden Seiten Ton einem kräftigen Abstandsstück innerhalb, des dit Servoeinrichtung umschließenden Gehäuses angeordnet und in Abhängigkeit von einer Strömungsmitteldruckbeaufschlagung, weicht durch tin von einem Betätigungsorgan betätigbarea Steuerventil gesteuert 1st, verschiebbar sind, wobei auf einer Seite der einen bewegbaren Zwischenwand ütützfedern angeordnet und mittels des genannten Abstandskörpers gehalten sind, welche bei ihrer Zusammenwirkung mit einem zugeordneten Anschlag zu einer Verstärkung der Kraftwirkung auf die bewegbare Zwischenwand führen. Bei dieser Anordnung ist eine Reihe hochwirksamer Federn verwendet, welche zur Wirkung kommen, wenn eine der bewegbaren Zwischenwand« um etwa 2/3 ihres maximal zulässigen «Veges zurückgelegt hat, so . daß die zur Erzeugung eines weiteren Hubes dieser Zwischenwand benötigte Kraft wesentlich verstärkt sein muß, waa zu einer erschwerten Betätigung der Servoeinrichtung führt, so daß hierdurch eine Anzeige- bzw. Überwachung bei der Betätigung der Servoeinrichtung gegeben ist»

y Wenn die mit den federnden Mitteln versehene bewegbare

Wand ihre maximale Verschiebung erreicht hat, wird die zur Erzeugung eines weiteren Hubes der Wand erforderliche Kraft verstärkt und die Gefahr der Beschädigung der Ventilmittel ausge-

^j schaltet. Hierfür ist die Ventilanordnung mit entriegelbaren

eo Haltemitteln versehen, welche bei einer plötzlichen Kraftein-

^ω . wirkung auf das Betätigungsorgan zur Betätigung der Ventilanord- <*> ■ - ■

Q nung dit Verbindung zwischendtr Ventilanordnung uad dt* Bttä-

cn . tigungsorgan lösen»

Anhand der beigefügten Zeichnung, welche den trfindungsgemäßtn Servomotor zeigt, aollen weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung i» einzelnen näher erläutert werdtn· _

Wie die Zeichnung zeigt, ist der erfindungsgemäße Servomotor 10 Ton einem aus der vorderen und einer hinteren Gehäusescha-

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1· 12, 14 bestehenden Gehäuse umgeben, dessen Schalenteile • *■· b*i 16 in der in der USA^-Patentschrift 5 146 682 näher be schriebetien Wels· rusammengeeetzt sind. An der Seitenwand der vorderen Schal· ist ein Flüsiigkeiteanachluß 16 angeordnet, -'welcher mit eifter Unterdruckquelle in Verbindung steht, z.B. < mit dea Saugaiiaohluß eines Triebwerkes. Darüberhinaus ist an der Schule 12 eine Leitung 20 angeechloseen, welche über den Aiwlohlitßkörper 18 wiederum mit einer Anderen leitung 22 in Verbindung steht, wobei die Leitung 22 an die rückwärtig« ^

Sohftl· 14 «ng«*ehloeaen 1st und mit der gleichen Unterdruckquelle in Verbindung steht. Der Anschluß - oder Verzweigungak6rp«r 18 lit dibil dichtend in eine in den Seitenteil der vor» dtren laibechal· 12 eingestanzte öffnung eingeettst«

I» Bereich dir Aueprägung 58 der vorderen Schale 12 und 49· radial aeitwärt· auakragenden Flaneohe· 40 der hint«r«n , Schale 14 iat ein Kunatatoffdi»tansetück 24 angeordnet, welok·· *i«h in Diohtungalage mit den umlaufenden Wulsten 26, 28, 50 dar vorderen Membran 32 befindet. Zwischen der Sohuiter 38 ⁽ der genannten Aueprägung in der vorderen Schal· 12 und dem radial auekragendan Flansch 40 in der hinteren Schale 14 eind ferner eine Zwiaphenjaeabran $4 und eine hintere lleabran 36 _φ gehalten.

φ Di· vordere Membran 32 und die Zwisohenmeabran J4 befin-

den aioh in Dichtungaverbindung mit den beweg-baren Wänden 42, 44, welche la weaentlichen al· rotationeavametrisehe Blechpreßteile auegeführt sind. Die iwiechen den Schalen

12, 14 eingesetzten Zwischenwände 42, 44 bilden eine in ihrem Volumen veränderliche vordere Kammer 46 und eine gleichfalls im Volumen veränderliche Zwischenkammer 48. Die hintere Membran 56 steht mit einer plattenartigen Anordnung in Verbindung, welche einen vorderen Abschnitt 50, an dem die Membran festgelegt ist, und einen sich nach rückwärts erstreckenden Abschnitt 52 aufweist ₉ * welche in eine von einer weiteren im Volumen-veränderlichen Kammer 54 getrennte Kammer 56 hineinragt. Die Kammern 54, 56 sind zwischen der bewegbaren Wand 44 und 4er hinteren Schale 14 angeordnet.

An der Vorderseite der bewegbaren Wand 44 befindet sich eine ringförmige Platte 58, welche mit einen Hülsenteil 60 verbunden ist. Dar Hülsenteil 60 erstreckt sich von der Vorderseite der hinteren beweglichen Zwischenwand 44 bis nur Hintereeite der bewegbaren Wand 42 und wirkt als Drucketück zwischen den , vorgenannten bewegbaren Zwischenwänden. Dabei kann die Platte 58 mit der Zwischenwand 44 durch Schweißung dichtend verbunden sein« und die Hülse 60 kann sich In fester Verbindung mit der Platte 58 befinden. Hierdurch ist die Beschaffenheit der Kam- ^! mern 54 und 48 gesichert und die Bewegbarkeit der Platte 58 in der Kammer 48 gewährleistet, und zwar mit oder relativ zu der Kammer. Die Platte 58 ist als Blechpreßteil ausgeführt und besitzt an ihrem Umfang mehrere BlattfedeaSLemente 62, welche mit to * eich einwärts in die Kammer 48 hineinerstreckenden Abschnitten !to des Abstandskörpers 24 zusammenwirken, wie im folgenden noch oö

j**> . · näher beschrieben werden soll. Ss ist auch wichtig, daß die sich

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Jq* . einwärts erstreckenden Abschnitte des Abstandskörpers 24 bis cn' in den Bereich des Hülsenkörpers 60 ragen und mit diesem dichtend zusammenwirken. Hierdurch wird die Kammer 48 von einer

BAD ORIGiNAL

weiteren, zwischen den sich einwärts erstreckenden Abschnitten des Abstandekörpers 24 und der bewegbaren Zwischenwand 42 gebildeten Kammer 66, welche mit dem Innenraum der Hülse 60 in Verbindung steht, abgeschlossen. Die Wand 44 kann mit einer Bohrung 67 im Bereloh der Hülse 60 oder mit entsprechend großen Durchgangslöchern zur Bildung eines Strömungsweges versehen sein. Durch den mit der Kammer 66 in Verbindung befindlichen Innenraum der Hülse 60 und die Bohrung 67 in der bewegbaren Zwischenwand 44 erstreckt sich zur Längskraftübertragung eine Stange 66 hinduroh, wobei die Hülse 60 von den sich einwärts erstreckenden Abschnitten des Abstandskörpers 24 konzentrisch umschlossen und dichtend gehalten ist« Auf der Stange 68 befindet sich eine Schulter 70, welche mit der vorderen bewegbaren Wand zur Bildung einer Längskraftübertragung verschweißt ist₀ Der Hülsenkörper 60 ist mit mehreren radialen öffnungen 72 versehen, welche die vorgenannte Verbindung zwischen dem Innenraum der Hülse und der Kammer 66 herstellen» In ähnlicher Weise wie bei vergleichbaren Einrichtungen ist in der Nähe der vorderen Ausnehmung in der Schale 12, durch die sieh die Stange 68 hindurcherstreckt, eine Dichtung 74 angeordnete Im Bereich dieser Ausnehmung ist die vordere Schale 12 mit einer Einprägung versehen, in die ein hutförmiger Körper 76 eingesetzt ist, durch den sich gleichfalls die ^ Stange 68 hindureherstreckt und dessen Wandungen im Bereich

to des die Stange 68 aufnehmenden Durchgangsloches mit einem ° Sprengring 78 zusammenwirken, welcher in eine auf der Stange

^ 68 angeordnete Nute eingesetzt ist und den liicklanf der

' Stange durch'seine 2,usamHienwirkung mit clem hiitförmigen'

-6- BAD ORiGlHAL

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Einsatzstück 76 begrenzt. Hierdurofa wird die Notwendigkeit der ; Schaffung einer anderweitigen Begrenzung für die Bewegung äer Stange 68 beseitigt. Per Sprengring 78 auf der Stange 68 wird durchdie Wirkung der Kegelfeder 69» welche auf die mit der Stange 68 am Bund 70 verschweißten Zwischenwand 42 einwirkt, gegen die entsprechenden Wandabschnitte des hutförmigen Körpers 76 gedrückt»

Der Abstandskörper 24 zwischen der Schulter 38 der vorderen " Schale 12 und dem radial auswärts sich, erstreckenden Flansch der hinteren Schale 14 ist mit einer radial nach außen gerichtetet öffnung 80 verseilen, welche eine StrÖmungsmitteldruckbeaufschlagung der Kammer 48 von dem Anschluß- oder Versweigungskörper 18 aus gestattet.

Zwischen der hinteren Membran 36 und der rückwärtigen Wand 14 ist eine vorgespannte Ventilanordnung vorgesehen, welche sich zwischen dem vorderen Abschnitt 50 und dem daran mittels der BoI-zen oder Nieten 82 befestigten und nach rückwärts in Pachtung zur rückwärtigen Schale 14 hin auskragenden Abschnitt 52 befindet. Die Ventilanordnung ist mit einem Tentiltragkörper 84 und einem den Körper 84· konzentrisch umschließenden Ventilsitzkörper 86 versehen. Die Ventilkörper 84» 86 sind mittels der

eo Federn 88, 90 in Richtung auf die hintere Gehäuseschale 14

ο .

to vorgespannt. Der Ventilkörper 84 ist in seiner hinteren Stellung

gezeigt und liegt-an mehreren vom Ventilkör'oer 8.6 durch den. Q Ventilsits 104 und einen Pangs it ζ 112 gebildeten Rippen an.

cn Der Ventilkörper 84 steht über das Zwischenstück 94 mit; einem Hebel 92. in Verbindung, welcher wiederum an einen Beta^isungskörper zur Betätigung des ^rentile, a. B. ξίπ ein 2et-al j^::-, anrs-

BAD ORIGINAL ™ '■ "

lenkt ist. Der den Ventilsitztragende Yentillcörper 86 ist mittels eines einwärts geformten Flansches 38 am hinteren lade des AbsclittittQs' 52 umgriffen unä gehalten. !Der'Körper 86 wird mittels einer 3?eder 90, welelie sieh swxsoher; einen IKni insstUc!:. 100 und ö*iui Körper -^; befladety in diese Si „Llung gedrückt.. .

Jies« ^s/"eatlikörec-i? Sä stellt ai.it dem Abstandsstück 100 über eine irir«gförmige Membran 102 la Verbindung und der den Ventilsitz tragende Körper ist mit dem Ventilsitz 104 über eine andere i Membran 106 verbunden, welche in glir.oher Weise wie die Membran 102 ausgebildet und in entsprechender Weise.am hinteren Ende des Ventilkörpera 84 angeordnet ist. In der gpseigten Stellung ist der Ventilkörper mittels eines PaareB elatischer Ringe 108 und 110 gelagert, und seine Vorderkante liegt an dem ringförmigen Slt2 Ί12 an, welcher den Ventiikorper im Abstand von dem Sitz 114 auf dem Ventilkörper 8G hält. Bei einer solchen Ven-.ii:irstel3/5?jH{; gelangt ά.$ν Strömun· :-:aitteldruck aus der g :.:d norch eine üffaung 116, welche in dem rückwärtigen

i·i* 3¹C, als radiales Burcli_;* ^;iig3loch angeordnet iet, in den ' .·.«::■ ;■-,.;ich liQii üen T&ntiliiitss tragenden Ventilkörpers 86 und beaufschlagt über'die Bohrungen 118 und die Dichtungsringe 103,

• -

110 sowie die in dem vorderen Wanäabschnitt 50 angeordnete öffnung 120 die Kammer 54. An den Membranen 102 und 106 tritt

to . ■ '.-

° eine Druckdifferenz auf. indem die Membran 102 dem von der Lei- «o

JJ'.' tung 22 beaufschlagten Druck in der Kammer 5b ausgesetzt und

^ die am Tentilkörper gegenüberliegende Membran 106 über eine

<*> öffnung 122 und einen in dem Yentilkörper 84 angeordneten

^<Ν> Eaual 124 von außen beaufschlagt ist, so daß die Dichtungen ' ringe 108 und 110 in der gezeigten Stellung gehalten Bind. In

dv-Ti-A.u'anbl.iclc, 3,n d-3'π das ?eda„ -^. in ".ichtun,? auf den Servo-

BAD OPt!G!NAL

motor 10 au bewegt Wird, hebt der Site 112 vom Ring 108 ab und der Sichtring 110 kommt auf dem Site 114 eur Anlage, wodurch die Kammer 04 mit einen vom Brück itiÄtr ItItung 22 abweichenden Druck über den Kanal 124 und die Öffnung 1g(t be- \ aufschlagt wird» wobei dieser Druck über die Bohrung 6? in der Zwischenwand 441 die Hülse 60 mi't den öffnung 72 auch die Kammer 66 beaufschlagt, was eine Druck*iffer·ηβ an den Wänden 42, 44 und den angeordneten Membranen 32, 34 hervorruft, so daß eine Yerediiebung der Stange 68 in Richtung auf die vordere Schale 12, also in»der Zeichnung nach linke» erfolgt· Gleioh-Beitig wird ein Differensdruok .an der Membr«#*n 56 wirksam, welcher eine der Betätigung durch das Pedal 96 entgegenge- . richtete Reaktionekraft auelöet, wodurch mittels einer schwachen Blattfeder 128 die Ventilanordnung so lange gehalten wird, wie βioh die ledelkraft und die Reaktion·kraft im Glelehgewicht befinden, . ■ .

j falle dip Bewegung der bewegbaren Wände 42 und 44 unter dem Sinflufl großer Ixaftwirkung ichlagartig erfolgt, treten die , Pidern 62 in Tätigkeit und gelangen eur Abstützung an den sich ' ί einwärts erstreckenden Ibechnitten des Abetandekörpers 24, eo du« eine weitere Bewegung der Zwischenwände 42, 44 'durch di· Wirkung dieser federn unterbunden 1st« Die Anordnung «ο getroffen» daß die federn 62 erst nach Zurücklegung

co von 2/5 des maximal zulässigen Weges der Wand 42 Id !Tätigkeit >» treten, ·ο daß über 2/3 dee zulässigen Weges keinerlei Jj* Iträfii von den federn 62 wirksam werden. Im Augenblick der ^M ■'* Anlage derfedern 62 üben diese Jedoch eine federkraft

von ca. *150jkp aus, welche die Kraft der Stange 68 verstärkt, ' 'so daß die Pedalkraft zu einer Reduzierung dieeer Kraftv/irlcung

verringert werd'en muß. _B/40 ORIGIMAL - 9 -

CD O CO 00 <a> CJ >*. O

•a 9 _

Darüberhinaus let-.der. den Ventilsitz tragende Körper 86 mit einer sioh radial einwärts erstreckenden Wüte 126 versehen, in welche ein Voreprung der Blattfeder 128 eingreifen kann. Die Feder 128 ist so ausgelegt, daß beim Auftreten einer großen oder sehr plötzlichen Kraft an dem Pedal 96 die inneren Ab-

' 13S

schnitte der Jeder 128 über die Vorsprünge 138 der Führungshülse / gleiten und die Ventilanordnung ausschalten und somit eine manuelle Betätigung der Stange 68 ermöglichen. In dem Augenblik, in dem die Pedalkraft über den Körper 94 und den Wandabschnitt 15 in die Stange 68 eingeleitet wird, werden die Ventildichtringe und die entsprechenden Ventilsitze zur Vermeidung von Beschädigungen entlastet.

Duroh die vorbeachriebene Ausführungsform der Erfindung ist ein neuartiger und vorteilhafter Servomotor geschaffen. Obwohl die Erfindung nur anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben ist, sind im Rahmen der Erfindung Abwandlungen möglich, welche vom Schutzbereich der folgenden Patentansprüche mit erfaßt werden.

BAD ORIGINAL

Claims (3)

1. ο
   ca
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   PATBMTAN WALT

   IAHBClO limnil WAZ.L41 ■ WUUUUOW M M M VRINII M TBKMaAMM-ABBOHIVTI SBaBBAVAVBBT

   The Bendix Corporation

   Fisher Building

   Detroit, Michigan/USA 28. September 1965

   Pat entansprüche

   Θ -druck ' ·

   Strömungefaittelbetätigter Servomotor zur Bremsbetätigung, mit einem Paar einander ähnlich ausgebildeter bewegbarer Zwischenwände, die auf gegenüberliegenden Seiten eines kräftigen Abstandskörpers innerhalb des Servomotorgehäuses angeordnet und in Abhängigkeit von einer Strömungsmitteldinckbeaufschlagung, welche durch ein von einem Betätigungsorgan betätigbaren Steuerventil gesteuert ist, verschiebbar sind, gekennzeichnet durch Stützfedern (62), welche auf einer Seite einer bew^aren Wand (44) angeordnet und mittels eines Abstandshalters (Abstandskörper 24) gehalten Bind mi bei ihrer Zusammenwirkung mit einem zugeordneten Anschlag zu einer Ver- ) Stärkung der Kraftwirkung auf die bewegbare Zwischenwand führen.
2. 2. Strömungsdruckmittelbetätlgter Servomotor nach Anspruch 1, da* durch gekennzeichnet, daß die Stutzfedern als Blattfedern (62) ausgebildet und mit einer Stützplatte (58), welche von einer u> sich zwischen den bewegbaren Zwischenwänden (42, 44) erstreckenu> ■ .

   den Hülse (60) gehalten ist, verbunden sind.
3. 3..Strömungsdruckmittelbetätigter Servomotor nach Anspruch 1 und/ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventilanordnung

   . ' BAD ORiOlNAL " ²

   (84, 86) «It vtrkHnklwren Haltemitteln (128), durch welche die Steuerrentilanordnung bei plötzlicher großer EcafteinviAaag Auf das BetÄtigungeorgan^ron diesem trennbar i*t, veSÄihen ist.

   4· StrÖBiungidruokmlttelbetätigter Servomotor nach Anspruch. 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel eine Blattfeder (128) ist, welche Hit einer vo^pringenden Hase in eine auf dem den Tentilsitβ tragenden Ventilkörper (86) angeordnete Nute (126) eingreift und mit dem an der Füiirungahülee (132) angeordneten Voraprutif (130) Busammenwirkt.

   5* etrönungadruckaittelbetätigter Servomotor nach einem oder aehreren der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekenneeiohnett &*S die Stenge (68) aur Kraftübertragung «it der bewegbaren üwieohemrenl (42) verbunden iat und einen Antt^llagkÖrper

   (78) eut Begrenzung der Bewegung in Richtung auf den Servomotor »u aufweUt.'

   909833/0352

   BAD

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