DE1812688A1

DE1812688A1 - Kraftverstaerkungs- und Servozylinderanordnung

Info

Publication number: DE1812688A1
Application number: DE19681812688
Authority: DE
Inventors: Ralph Conpland; Page Wilbur Mills
Original assignee: Clayton Dewandre Co Ltd
Current assignee: Wabco Automotive UK Ltd
Priority date: 1967-12-04
Filing date: 1968-12-04
Publication date: 1969-07-03
Also published as: FR1593953A; SE345724B; GB1248914A; DE6809898U

Description

Meine Akte: 17 490 T OLAYTOH DBWAIiDRB COMPANY LIMITBI), Titanic Worke, Lincoln, England

"Kraftverstärkungs- und Servoaylinderanordnung"

Die Erfindung besieht eich auf hydraulische Anordnungen, wie sie an Motorfahreeugen für die Betätigung von Kupplungen und ähnlichen Zwecken Terwendung finden und wobei der Auegang eines IraftverstärkerByIinderβ durch den druckluftbetätigten Servomechanismus verstärkt wird, der durch Ventlleinrlohtungen geregelt wird, welche ihrerseits auf den Druck ansprechen, der duroh den pedal- oder andere betätigten Hauptsylinder erseugt wurde·

SrfindungsgemäB soll als kompakte Einheit ein kombinierter traftverstärkeraylinder-, Servoreylinder- und Regelventilmeohanisuue hierfür vorgeschlagen werden, duroh den Installation und Wartung erleichtert werden sollen.

lach der Erfindung besteht eine Einheit für die obengenannten Zwecke aus einen Gehäuse und eine« Körperteil, der koaxiale Servor- und Kraftverstärkersyllnder trägt bsw. lagert, aus Kolben in diesen Zylindern, die sur gemeinsamen Bewegung miteinander verbunden sind und Yentileinrichtungen, die die Arbeitsweiee des Servoeylindere regeln, wobei die Ventileinrichtungen einen h: Reaktionskolben oder dgl. aufweisen, der unter die Wirkung hy-

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draulischen Drucks gesetzt werden kann, welcher auf den Kraftverstärkerzylinder übertragen wird und dazu dient, eine Hilfskraft entsprechend zu erzeugen.

Nach der bevorzugten Ausführungsform sind die Einzelkomponenten so angeordnet, daß das hydraulische System abgelassen werden kann, während die Einheit sich in horizontalter Stellung befindet* Zur Erläuterung dieser und weiterer Merkmale der Erfindung sollen nun Ausführungsformen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen

Figur 1 ein Axialschnitt durch eine erste Ausführungeform der Erfindung, die insbesondere für die Kupplung»d©tatigung ausgelegt ist, zeigt;

Figur 2 ist eine keilgeschnittene Stirnansicht der in Figur gezeigten Einheit!

Figur 3 ist eine Teildarstellung und zeigt eine alternativ· Aueführungsform des Regelventile in einer Einheit_v die im übrigen von der in Figur 1 gezeigten Konstruktion ist; und

Figur 4 ist ein Axialschnitt durch eine zweit® Ausführungen form der Erfindung.

Nach den Figuren 1 "und 2 umfaßt die Einheit einen horizontal angeordneten inneren Kraftverstärkerzylinder 1 und einen konzentrisch hierzu liegenden äußeren Servozylinder 2, der an einem Ende an einem gemeinsamen Körper 3 befestigt ist,- In dem der Ventilmechaniemus untergebracht ist; ein Ringkolben 4 ist ie Servozylinder 2 untergebracht und reicht mit einer röhrenförmigen Verlängerung 5 axial durch eine Wandung 6, die das aaäere Ende des Zylinders verschließt und durch den Bolzen 7 mit der Kolbenstange 8 des Kraftverstärkerzylinderkolbens 3 verbunden·' ist, so daß die beiden Kolben sich zusammen bewegen. Dieses Ende der Kolbenstange und die röhrenförmige Terlangerungeajaordnung ist durch eine Manschette oder eine. Gamasche 9 umsctiloesea und die Verlängerung 5 .l#t mit; einem Schraubgewinde ausgebildet oder versehen ader mit anderen nicht-dargestellten Einrichtungen,

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die für die Verbindung mit einem Kupplungsfreigabehebel oder einem anderen zu betätigenden Element sorgen. Der Servoeylinder 2 ist in die Atmosphäre durch eine Wandung 6 in üblicher Yfeise entlüftet und im Zylinder eind auch Zapfenbuchsen 11 eingebaut, die es der Einheit ermöglichen, auf einem Fahrzeug mit einem erheblichen Winkeleinstellbereich gelagert zu werden.

Eine abgestufte Yertikalbohrung im Körper nimmt den Ventilraechanismus auf, der aus einem abgestuften Reaktionskolben 12 bestellt, dessen oberer schmalerer Teil in einem Abschnitt mit kleinerer Bohrung 13 angeordnet ist, die mit einer Öffnung 14 in Verbindung steht, die während des Gebrauche mit einer leitung für hydraulische Flüssigkeit vom Pedal betätigt im Hauptzylinder verbunden ist, wobei der Bohrungsabschnitt 13 auch über einen Kanal 15 mit den benachbarten Ende des Kraftverstärkereylinders 1 verbunden ist, während der untere größere Teil des Kolbens in einem Abschnitt größerer Bohrung 16 untergebracht ist, die durch den Kanal 17 mit dem benachbarten Ende dee Servo Zylinders 2 verbunden ist. Der Botarungsabschnitt 16 ist durch ein Irennelement 18 von einer Kammer 19 getrennt, die mit einer öffnung 20 in Verbindung steht, die ihrerseits mit der Druckluftzuführung verbunden ist} ein hanteiförmiges Ventilelement 21 ist axial zur Anordnung vorgesehen und regelt die Luftströmung eu und tob Servoeylinder in folgender Weise· Der obere Kopf des hanteiförmigen Tentils wirkt mit einem Site 22 auf dem Reaktionskolben 12 zusammen und regelt die Verbindung zwischen dem Bohrungsabschnitt 13 und den Kanälen 23 in d·« Kolben, die mit einer Auelaööffnung 24 in Verbindung stehen» welche vorssugsweise mit einem Rückschlagventil versehen ist« während der untere Kopf des Ventilelementes mit ein·« Sits 25 auf dem !brennelement 18 zusammenwirkt, um eine Öffnung 26 duroh dieses Element zu regeln.

Während der Betätigung wirkt der Druck des Hauptzylinder β, dtr zum Kraftverstärkerzylinder 1 geleitet ist, auch auf das ofc·*·

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Ende des abgestuften Kolbens 12 und verschiebt diesen nach unten. Die Anfangsbewegung- des Kolbens schließt den mit den Auslaß verbundenen Kanal 23 ab, indem der Kolben mit dem oberen Ventilkopf in Verbindung kommt und hernach wird das Ventilelement nach unten verschoben, wodurch die öffnung 26 geöffnet wird und Druckluft zum Servozylinder geleitet wird, der hierdurch die Leistung des Kraftverstärkerzylinders erhöht. Der Luftdruck im Abschnitt 16 größerer Bohrung wirkt auch auf die Unterseite des Reaktionskolbens und versucht, diesen Kolben in seinen angehobenen Zustand zurückzustellen, wodurch ein Grad der Servohilfe herbeigeführt wird, der proportional zu der von Hand aufgebrachten Beanspruchung ist; der tatsächliche Anteil wird durch die Relativflächen der beiden Bohrungeabsohnitte festgelegt. Die verbesserte Anordnung sorgt so für einen konstanten Lauf der servounterstützten Einheit, wodurch auch eine progressive oder allmähliche Betätigung der Kupplung wenn notwendig ermöglicht wird«

Eine Eompreesionsfeder 27 wird zwischen das äußere Ende des Kraftverstärkerzylinders und eine Schulter auf dem äußeren Ende der Kolbenstange 8 eingeführt und dient dazu, das Auftreten irgendeiner Totbewegung in der Austrittskraftübertragung zu verhindern und sicherzustellen, daß die Stangen- und Verlängerungsanordnung 5» 8 in Kontakt mit dem Kupplungsfreigabehebel dauernd gehalten wird, wodurch diese hydrostatische Wirkung herbeigeführt wird.

Der Absohnitt kleinerer Bohrung 13 ist vorzugsweise oberhalb des Kiveaus dee Kraftverstfirkereylindere wie dargestellt angeordnet und alt einem Ablaßnippel 28 auf der Oberseite der KOrperkonstruktlon verbunden, eo daß d*** hjdraulieohe Syete», falle notwendig! abgelassen werden kann, oh&a daß die Einheit vom Fahrzeug entfernt würde. Zusätzlich ist der Kraftveretärkeraylinderlcolben 9 vorzugsweise wit radialen EntlüfungskanÄlen 39 «Wi~ ^:

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sehen zwei im Abstand angeordneten Ringdichtungen 30 versehen und mit dem AbIaB über einen Kanal 31 in der Kolbenstange verbunden, so daß jegliche Luft, der es etwa gelingt, am äußeren Ende des Kraftverstärkerkolbens vorbeieutreten, gegen den Ablaß ausgelassen wird, bevor sie das hydraulische Medium im KraftveratUrkerzylinder erreichen kann.

In der abgeänderten Ausführungsform der figur 3 wird ein schieberartiges Ventil 32 anstatt des abgestuften Kolbens und der hanteiförmigen Ventilanordnung verwendet, das Ventilelement wird % an seinem oberen Ende in einer in einem Stopfen 33 ausgebildeten Bohrung aufgenommen, welche Kanäle 33a aufweist, die mit dem Servozylinder in Verbindung stehen; das untere Ende der Bohrung steht mit einer Luftzuführung verbundenen Bohrung 34 in Verbindung, wodurch die abwärts gerichtete Bewegung des Ventils die öffnung 34 in Verbindung mit dem Kanal 33a setzt, wodurch Druckluft zum Servozylinder geführt wird. Das Ventilelement ist zwischen seinen Enden mit einem Steg 35 ausgebildet, welcher in einer Kammer 36 beweglich ist, welche ihrerseits mit dem Kraftverstärkerzylinder verbunden ist, so daß dieser auf den Druck im Hauptzylinder anspricht.

Das untere Ende des Ventilelementes liegt gegen einen federbelasteten Reaktionskolben 37 an, der in einer Bohrung 37& größeren Durchmessers beweglich ist und auch durch einen Kanal 38 mit dem Servoeylinder verbunden 1st, wobei der Kolben einen Schaft 39 aufweist, der daau dient, eine Auslaßöffnung 40 in einer Buchse 41 zu schließen, die im unteren Ende der Bohrung 37a angeordnet ist«

Die Servosylinder- und Kraftverstarkersylinderanordnung folft eng der in Figur 1 und 2 dargestellten Konstruktion und vfthrend des Gebrauches wirkt auoh der hydraulisch·, duroh den Hauptzylinder erzeugte und auf de« Kraftrerstärkersyllnder übertragene Druck auf den Steg 35 des Ventilelementes und bewegt letster··

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in einer Richtung derart, daß die Auslaßöffnung 40 verschlossen wird und Druckluft dem Servozylinder zugeführt wird, wodurch die Handbetätigung auf diese Weise vergrößert wird. Der im Servozylinder erzeugte Druck wirkt auch auf den Reaktionskolben 37 und drückt diesen in einer Richtung, wodurch die Lufteinlaßöffnung 34 geechloaaen wird, d.h. wirkt entgegen dein hydraulischen Druck auf dem Steg 35· Es wird ao eine Positionierungsnaehlaufwirkung erhalten, die Beanspruchung muß am Hauptzylinderbetätlgungspedal aufrecht erhalten vrarden, um die Leistungshilfe fortzusetzen oder der Ausgang muß gehalten werden, indem die aufgebrachte Kraft auf eiern Pedal gehalten wird,

Figur 4 zeigt eine v/eitere Abänderung, nach der ein Kraftveratärkerzylinder 42 innerhalb eines Körperaufbaues oder eines Ventilgehäuses 43 gelagert ist, während der Servozylinder 44 außen auf dem Gehäuse koaxial zum Kraftverstärkerssylinder gelagert wird, wobei die Kolben 45, 46 der beiden Zylinder an beiden Enden einer gemeinsamen Kolbenstange 47 gelagert sind, während der Ausgang vom KraftTeretlrlcersjliader äurch eine siweite Stange 48 koaxial sur Staage 47 übertragen wird, die sich durch das andere Bade des KraftverstärkerZylinders zur Verbindung mit dem Kupplungsfreigabehebel erstreckt, Der Regelventilmechaniemus ist von der in figur 1 dargestellten Konstruktion,, In diesem Fall ist er jedoch in einer abgestuften Bohrung 49 angeordnet, die im Ventilgehäuse parallel zur Achse dee Kraftverstärkersylindere ausgebildet ist, wobei Querkanäle 50, 51 in Öehäuee den Kraftverstärker zylinder mit ainer hydraulischea DruckmittelBuführöffnung 42 und mit der Ventilbohrung 49 verbinden. Die lanäle 23a. im abgestuften Kolben aind In ähnlicher Weist «it einer nicht-dargesteilten Auslaßöffnung verbunden und die Kammer 19a ist wie vorher mit der Druckspeieeöffnung 2.0g ▼@rbunden» während eine Außenleitung 53 den Abschnitt Bit grüSerer Bohrung oder die Kammer 16a mit dem äußeren lade des ServosjlInders 44 verbindet. Diese besondere Konstruktion oder Einheit ist so

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ausgebildet, daß aio auf einem festen !Träger lagerbar ist, der an der Kupplung oder dem Getriebegehäuse befestigt iet, wobei die Ausgangsβtango 48 gelenkig gelagert ist odar eine KugelgelenlcverMndmiß cd?;;· eine ähnliche Schwenkverbindung 54 mit dem Krs.i"tve.r{:My"ke.i'i5yi\nderkolben 45 aufweist, wodurch ein Steigen und Pf.» 11 on Cler, }'JuT.>;i)'.!un£sfre'lgabehebole kompensiert wird. Wie vorher if.·.:, ο in Abblasinittel 28a ara höheren lunkt des Gehäuses fuigeoi:('-..η£t T-u/i 1,'ϊΙ· in dieoem Fall mit dem schmalen Ende der srbgfurfcn.fton Doh/m^; durch einen Kanal 55 verbunden.

Im Betrieb vird die Kolbenanordnung nach links in den Zeichnungen gedruckt, v;ährend die Kupplungsplatten vernchleißen_f der Servo\/ei-; i£^;i' ,iedoch de.uei*nd konstant und von einer Größe_f dir Kupplungsfreigabe gerade adäquat ist.

Ansprüche

BAD ORIGINAL

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Claims

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ANSPRÜCHE

1.) Kraftverstärker- und Servozylinderanordnung zur Verwendung in hydrauli8chen Verstärkersystemen, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (3) bzw. einen Körperteil, der koaxiale Servo- und Kraftverstärkerzylinder (2; 1) lagert, wobei die KoI- m ben (9? 4) in diesen Zylindern zur gemeinsamen Bewegung miteinander verbunden sind; und durch eine Ventileinrichtung, die die Arbeitsweise des Servozylinders regelt, wobei die Ventileinrichtung einen Reaktionekolben (12) aufweist, der dem hydraulischen, auf den Kraftverstärkerzylinder (1) übertragenen Druck ausgesetzt ist und veranlaßt wird, entsprechend eine Hilfskraft auszuüben»

2.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftverstärkerzylinder (1) konzentrisch Innerhalb doe S®rvoaylinders (2) angeordnet ißt, wobei der Ringkolben (4) des Servozylinders (2) mit einer röhrenförmigen Verlängerung (5) versehen ist, die eine Stirnwand des Servozylinderß (2) duroh- W setzt und am äußeren Ende mit der Kolbenstange (θ) des Kraftverstärkerkolbene (9) verbunden ist.

3«) Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zylinder an ihren von der Kolbenverbindung entfernt liegenden Enden durch eine Körperkonstruktion verbunden sind, in der die Ventileinrichtung untergebracht let,

4.) Anordnung nach Anspruch 3 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder zwischen das Ende des Servozylinders und did Kolbenetangenverbindung swischengeschaltet ist, dl® jede ^©!»bewegung aufnimmt und die Wirkverbindung mit dem betätigten Element aufrecht erhält.

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5«) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenneeiohnet, daß der Kraftverstärkerzylinder (1) innerhalb einer Körperkonstruktion gelagert ist, in der ebenfalls die Ventileinrichtung untergebracht ist, wobei der Servozylinder auSen auf dem Körper koaxial zum Kraftverstärkerzylinder gelagert ist und die Kolben in den beiden Zylindern mit einer gemeinsamen Kolbenstange verbunden sind, wobei eine weitere Kolbenstange vorgesehen ist, um den Ausgang des Kraftverstärkerkolbens auf den zu betätigenden Mechanismus zu übertragen.

β.) Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Yentileinriohtung einen Stufenkolben aufweist, der in einer Stufenbohrung beweglich ist, deren engerer Bohrungsabschnitt mit dem hydraulischen Eingang und mit dem Kraftverstärkerzylinder und mit dem größeren mit dem Servoaylinder in Verbindung stehenden Bohrungsabsohnitt verbunden ist, und daß die Ventileinrichtung weiterhin ein Doppelventilelement aufweist, von der ein Teil mit einem Sitz im Kolben zusammenwirkt, um die Verbindung zwischen dem größeren Bohrungsabschnitt und einem mit dem Auslaß verbundenen Kanal im Kolben »usammenwirkt, während ein anderer XeIl dee Ventilelementes dlt Verbindung wischen dem Abschnitt mit größerer Bohrung und einer Kammer regelt, λ die mit einer Drucklufteuführung derart verbunden ist, daß die Verschiebung des Stufenkolben» durch den hydraulischen Eingang ein Schließen der Auelaßverbindung und eine gertgelt· Zufuhr von Druckluft sum Servoeylinder herbeiführt«

7.) Anordnung nach Anepruoh 3, dadurch gekennaelohnet, daß die Ventileinrichtung aus einem sohleberartigen Ventllelement besteht, von dem ein Teil die Zufuhr von Druckluft sum Servoiylinder regelt, während «in anderer Teil auf den Kraftveritär-'» kerzylinderdruck aneprioht, wobei das Ventil In Arbeitieingriff mit einem Reaktionskolben steht, der auf den Strvozylinderdruok anspricht und ein Auslaßventil derart regelt, daß die Versohlebung des Sohieberventilelementes durch den hydraulischen Bittgang

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zunächst die Auslaßverbindung abschließt und dann eine geregelte Zufuhr von Druckluft zum Servozylinder durchführt.

8«) Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (9) des Kraftverstärkungszylinders mit radialen Entlüftungskanälen zwischen zwei im Abstand angeordneten Ringdichtungen (30) versehen und dauernd an den Auelaß angeschlossen ist.

9.) Kraftverstärkungs- und Servozylinderanordnung zur Verwendung in einem hydraulisch verstärkten System, hergestellt und eingerichtet derart, daß die mit Bezug auf die Figuren 1 und 2, Figur 3 und 4 der Zeichnungen verschiedenen Wirkungen eintreten.

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