DE1957292C - Steuerventileinrichtung fur eine hydro pneumatische oder hydraulische Servobetatigung, insbesondere fur die Kupplung von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Auch hierbei wird ein dämpfender Gegendruck erst

nach Betätigung des Servomotors durch einen Ver-65 drängerkolben erzielt.

Die Erfindung betrifft eine Steuerventileinrichtung Weiterhin ist aus der USA.-Patentschrift 2 905 151

für eine hydropneumatische oder hydraulische Servo- eine Servobetätigung für Bremsen bekannt, bei der betätigungsanordnung, insbesondere für die Kupp- ein verschiebbarer Xolben mit einer Membran ver-

bunden ist und durch den Rückstau der sich an- Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erlegenden Bremsbacken betätigt wird und dadurch findung sieht vor, das verschiebbare Begrenzungseine Steuerung des Servomotors bewirkt. Ferner wird bauteil durch zwei Membranen zu bilden, die verin der USA.-Patentschrift 2 866 318 cine Servo- schieden große Flächen aufweisen. Eine derartige bremsanlage gezeigt, bei der durch die Betätigung 5 Ausführung kann dann auch mit größeren Druckdes Bremspedals Druckmedium sowohl in einen unterschieden im Steuer- und Arbeitskreis beauf-Arbeitsraum als auch in einen Sekundärkreis gelangt. schlagt werden, ohne die Sensibilität des Ventils Der dadurch bedingte Druckaufbau bewirkt eine negativ zu beeinflussen. Dabei ist weiter vorgesehen, Verzögerung des Arbeitskolbens. Nachteilig dabei je eine Membran an die volumenveränderliche ist, daß das verschiebbare Begrenzungsbauteil durch io Kammer und eine Membran an den Innenraum des tinen Kolben dargestellt wird, welcher zwar von Ventilgehäuses angrenzen zu lassen und beide über beiden Seiten mit Druck beaufschlagt wird, jedoch einen gemeinsamen Stößel zu verbinden, wobei zum durch seine große Oberfläche eine erhebliche Reibung Schütze der Membranen vor Uberbeanspruchung ein aufweist, die zu einer unvorteilhaften Verzögerung Widerlager vorgesehen ist.

bei der Betätigung führt. In der britischen Patent- 15 In den Zeichnungen werden in der nachfolgenden schrift 559 921 wird ein Servoventil gezeigt, bei dem Beschreibung näher erläuterte Ausfühningsformen der Druck aus dem Hauptbremszylinder auf einen der Steuerventileinrichtung nach der Erfindung beStößel wirkt, welcher als Lagerung für einen Kipp- schrieben. Es zeigt

hebel diem, an dem Kipphebel Ein- und Auslaßventil F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungs-

angeordnet sind und ein dem Stößel ^egenuberliegen- ao gemäße Steuerventileinrichtung mit einer schema-

dcr Dämpfkolben, der einen größeren Durchmesser tischen Darstellung von Steuer- und Servokreis,

aufweist und ebenfalls von dem Hauptbremszylinder F i g. 2 einen Teillängsschnitt durci. eine Variante

druckbeaufschlagt wird, angeordnet ist. Das Arbeits- der Steuerventileinrichtung und

druckmedium wirkt dabei nicht direkt dem Geber- F i g. 3 ebenfalls einen Teiüängsschnitt durch eine

druck entgegen, sondern auf dem Umweg über den 25 weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Dämpfkolben, wodurch eine Verzögerung und Steuerventileinrichtung.

Reibungsverluste bei der Regelung der Ein- und Die in Fig. 1 dargestellt: Steuerventileinrichtung Auslaßventile entstehen. Schließlich zeigt auch die arbeitet im Steuerkreis, gebildet durch einen Geber-US A.-Patentschrift 2 883 831 eine Servobremseinrich- zylinder 2, eine Steuerleitung 20 und eine volumentung, bei der der Hauptbremszylinder einmal auf die 30 veränderliche Kammer 5 α, mit Flüssigkeit und im Ar-Bremsen und zum anderen auf einen Steuerkolben beitskreis, bestehend aus einem Druckluftbehälter 4, wirkt, wobei durch die Betätigung des Steuerkolbens einer Zufuhrleitung 21, einem Innenraum des Ventileip sekundärer Arbeitskreis zuschaltbar ist. Diese gehäuses 14, einer Arbeitsleitung 22 und einem Servo-Zuschaltung erfolgt jedoch mit zeitlicher Verzögerung motor 3 b, mit Druckluft als übertragungsmittel. Im und wird durch Haftreibung des Kolbens noch 35 Steuerkreis ist dabei zur Kupplungsbetätigung für weiter gedämpft. Auch dadurch ist eine feinfühlige den Fall, daß der Servokreis ausfällt, eine Be-Regelung, wie sie für die Betätigung beispielsweise tätigungsleitung 20 a vorgesehen, die den Gebereiner Kupplung verlangt wird, nicht gewährleistet. zylinder 2, der mit dem Kupplungspedal 1 verbunden

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es des- ist, direkt an den Nehmerzylinder 3 α der Kupplungshalb, bei Vermeidung der aus dem Bekannten sich 40 betätigung anschließt. Nehmerzylinder 3 α und Servoergebenden Nachteile eine Steuerventileinrichtung zu motor 3 b sind in diesem Falle zu einer Einheit, schaffen, die einfach und billig herzustellen ist und nämlich einer Nehmerzylindei-Servomotor-Kombinaei'n besonders feinfühliges Betätigen einer Kraft- tion 3, zusammengefaßt,
fahrzeugkupplung od. dgl. gewährleistet. Die eigentliche Steuerventileinrichtung weist ein

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein 45 Ventilgehäuse 14 auf, das durch einen Ventilgehäuseverschiebbares Begrenzungsbauteil, welches in an boden 14 α und einen Ventilgehäusedeckel 14 b an sich bekannter Weise als Membran ausgebildet ist beiden Enrlen abgeschlossen wird. In diesem Ventil- und vom Servodruckmittel beaufschlagbar ist, durch gehäuse 14 ist als zylindrische Vertiefung die eine Membran, weiche auf der Seite der mit dem volumenveränderliche Kammer 5 a angeordnet, die Geberzylinder verbundenen volumenveränderlichen S von dem übrigen Innenraum des Ventilgehäuses 14 Kammer durch das Steuerdruckmittel vom Geber- durch einen als Membran 5 ausgebildeten verschiebzylinder während der Betätigung unmittelbar be- baren Begrenzungsbauteil getrennt ist. Auf der aufschlagbar ist, und durch einen mit der Membran oberen Seite der Membran 5, also im Steuerkreis, beverbundenen Stößel, der, wie für sich bekannt, eine findet sich Flüssigkeit, während unterhalb die Mem-Schneidrnlagerung bildet für einen das Ein- und 55 bran 5, irr Servokreis, von Druckluft bei Betätigung Auslaßventil des Servorkreises betätigenden, durch der Kupplung bzw. vom Atmosphärendruck beauf-Federn schwebend gelagerten Kipphebel, gelöst. Da- schlagt wird — bei eingerückter Kupplung. Ein Eindurch wird auf vorteilhafte Weise vermieden, daß laßventil 6 und ein Auslaßventil 7 sind über Anlenkdem als Membran ausgebildeten Begrenzungsbauteil achsen 9 und 10 mit einem Kipphebel 8 verbunden, die Steuerdrucksensibilität vermindernde Kolben oder 6° Eine Feder 11, deren Druck mit Hilfe einer Stell-Zylinder vorgeschaltet werden. Außerdem wird durch schraube 11 einstellbar ist, wird so justiert, daß sie die direkte Einwirkung des mit der Membran ver- den auf das Einlaßventil 6 bei maximalem Luftdruck bundenen Stößeln auf die Schneidenlagerung des wirkenden Druck geringfügig übersteigt und das Eindurch Federn schwebend gehaltenen Kipphebels laßventil also im Normalbetrieb geschlossen hält, dessen reibungsarme Lagerung erzielt. Die Membran 65 Eine Feder 13, die das Auslaßventil 7 in Öffnungsist dabei in vorteilhafter Weise nur durch den stellung hält, kann demgegenüber ganz schwach aus-Differenzdruck zwischen dem Druck im Servokreis gebildet sein. Sie hat nur die Aufgabe, das Auslaß- und dem Druck im Steuerkreis beaufschlagt. ventil 7 an eine Stellschraube 15 anzulegen und zu

verhindern, daß das Auslaßventil 7 mit dem Kipp- Bei totalem Ausfall des Arbeitsmediums, d. h.

hebel 8 durch Erschütterungen Geräusche verursacht drucklosen! Druckluftbehälter 4, erfordert das Ausoder zu Schaden kommt. Der auf die Membran 5 rücken der Kupplung einen erhöhten Kraftaufwand bei Betätigung des Kupplungspedals 1 einwirkende auf das Kupplungspedal 1, da dann die Kupplung Flüssigkeitsdruck kann über einen Stößel 25, über 5 direkt durch die hydraulische Übertragung zwischen eine als Schneidenlager 19 ausgebildete Angriffsstelle dem Geberzylinder 2 über eine Betätigungsleitung auf den Kipphebel 8 übertragen werden. 20 α zum Nehmerzylinder 3 α ausgerückt wird. Der

Die Arbeitsweise der Einrichtung ist folgende: Flüssigkeitsdruck im Steuerkreis erreicht in diesem

Solange die Kupplung über das Kupplungspedal 1 Falle einen erheblich höheren Wert, und auch die nicht betätigt wird, ist die im Steuerkreis vorhandene 10 Membran 5 wird durch den zu geringen oder ganz Flüssigkeit drucklos, und die Membran 5 übt über fehlenden Gegendruck im Innenraum des Ventilden Stößel 25 keine Kräfte auf den Kipphebel 8 aus. gehäuses 14 erhöht beansprucht. Es kann daher in Die im Druckluftbehälter 4 und in einer Zufuhr- solchen Fällen zweckmäßig sein, eine Schutzleitung 21 vorhandene Druckluft kann nur bis zum einrichtung für die Membran vorzusehen, wie sie Einlaßventile gelangen, weil dessen Schließdruck 15 beispielsweise in der Fig. 2 durch ein Widerlager24 etwas über dem ^r uftdruck liegt. Der Servomotor 3 b gebildet wird.

steht über eine Arbeitsleitung22, den Innenraum des In der Fig. 2 wird im übrigen eine Steuerventil-

Ventilgehäuses 14, das geöffnete Auslaßventil 7 und einrichtung dargestellt, die im wesentlichen der Auseine Bohrung 23 mit der Atmosphäre in Verbindung, führung nach Fig. 1 entspricht. Lediglich ist an Dieser Arbeitskreis ist daher ebenfalls drucklos. ao Stelle zweier Federn 11 und 13 eine Feder 16 zur

Bei Betätigen der Kupplung durch Niedertreten Abstützung des Kipphebels 8 und gleichzeitig zur des Kupplungspedals 1 baut sich mit auf den Belastung des Einlaßventils 6 und zum Offenhalten Nehmerzylinder 3 α zunehmendem Widerstand im des Auslaßventils 7 vorgesehen. Das Widerlager 24 Steuerkreis ein Flüssigkeitsdruck auf, der die Mem- soll, wie schon angedeutet, die Membran 5 vor Uberbran 5 nach unten drückt, wodurch über den Stößel »5 lastung bei Ausfall des Arbeitskreises schützen. Im 25 eine Drehung des Kipphebels 8 um die Anlenk- übrigen entspricht die F i g. 2 hinsichtlich Aufbau achse 9 stattfindet. Dadurch wird das Auslaßventil 7 und Wirkungsweise der Steuerventileinrichtung gegeschlossen und anschließend das Einlaßventil 6 ge- mäjß Fij. 1.

öffnet, sobald der auf die Membran 5 wirkende uie ν i g. 3 zeigi eine weitere Variante der er-

Druck den Druck der Feder 11 übersteigt. Damit 30 findungsgemäßen Steuerventileinrichtung. Sie ist für strömt dann Druckluft durch den Innenraum des unterschiedliche Drücke im Steuerkreis und Arbeits-Ventilgehäuses 14 über die Arbeitsleitung 22 in den kreis ausgelegt. Bei der dargestellten Ausführungs-Servomotor 3 b und unterstützt die Ausrückbewegung, form sind im Steuerkreis und in der volumenverändie auf die Kupplung durch den Druck im Nehmer- derlichen Kammer 17 α entsprechend der größeren zylinder 3 α ausgeübt wird. Sobald der Druck im 35 Fläche der Membran 17 geringere Drücke vorhanden Innenraum des Ventilgehäuses 14 die Höhe des als im Arbeitskreis, der die Membran 18 mit dem Flüssigkeitsdruckes im Steuerkreis erreicht hat, wird kleineren Durchmesser beaufschlagt. Die Drücke die Membran 5 durch die Feder 11 in ihre Ruhe- sind mithin den wirksamen Flächen der beiden stellung gedrückt und das Einlaßventil geschlossen. Membranen 17 und 18 umgekehrt proportional. Bei Durch das Zusammenspiel zwischen der Feder 11 40 dieser Anordnung müssen allerdings die Membranen (bzw. 16) und dem jeweils am Einlaßventil 6 herr- stärker bemessen werden, weil sie den vollen Druck sehenden Druckgefälle wird erreicht, daß der im der beiden Medien aufzunehmen haben, während Steuerkreis herrschende Flüssigkeitsdruck dem auf bei der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 auf den Servomotor 3 ft wirkenden Widerstand genau beiden Seiten etwa der gleiche Druck herrscht und proportional ist und damit der Kraftverlauf am 45 nur bei Ausbleiben des Arbeitsmediums infolge Kupplungspedal den EinkuppelVorgang deutlich fühl- Defektes eine einseitige, volle BeWung der Membar macht. bran eintritt. Die beiden Membranen 17 und 18 wer-

Der Einkuppelvorgang läuft im übrigen in der den im Ventilgehäuse 14 durch einen Abstützring 27 Weise ab, daß beim Nachlassen des Kupplungs- im erforderlichen Abstand gehalten und sind bezügpedals 1 der Druck in der volumenveränderlichen 50 lieh der EinwirKung auf den Hebel 8 über einen Kammer 5 α und damit auf die Membran 5 nachläßt. Stößel 26 miteinander verbunden. Im übrigen ent so daß dann das Einlaßventil 6 geschlossen und das spricht auch diese Steuerventileinrichtung hinsicht-Auslaßventil 7 entsprechend geöffnet wird. Beim lieh Aufbau und Wirkungsweise im wesentlichen den Öffnen des Auslaßventils 7 kann sich der Druck im in den F i g. 1 und 2 gezeigten Beispielen.
Servomotor 3 b, der Arbeitsleitung 22 und im Innen- 55 Diese Steuerventileinrichtung kann sowohl als beraum des Ventilgehäuses 14 über die Bohrung 23 sondere Einheit im Fahrzeug angeordnet werden abbauen. Durch die im übrigen vorstehend schon er- eignet sich aber auch sehr gut zu einer konstruktiver läuterte Proportionalität zwischen dem im Steuer- Vereinigung mit der Nehmcrzylindcr-Servomotor kreis herrschenden Flüssigkeitsdruck und dem auf Einheit 3, in welchen Fällen die Arbeitsieitung 21 den Servomotor wirkenden Widerstand (Kupplungs- 60 und die Stcuerlcitung 20 in Wegfall kommen können cinrückkrafl) wird die sehr feinfühlige Betätigung da hier die entsprechenden öffnungen direkt mit der Kupplung möglich. einander verbunden werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

lung von Kraftfahrzeugen, mit einem willkürlich bePatentansprüche: tätigbaren Geberzylinder, einem von diesem beaufschlagbaren Nehmerzylinder, bei der der Geber-

1. Steuerventileinrichtung für eine hydro- zylinder außerdem über eine Steuerleitung mit einer pneumatische oder hydraulische Servobetätigungs- 5 im Ventilgehäuse angeordneten volumenveranderanordnung, insbesondere für die Kupplung von liehen Kammer verbunden ist, in der ein ein- oder Kraftfahrzeugen, mit einem willkürlich betätig- mehrteiliges, verschiebbares, das Ventilgehäuse abbaren Geberzylinder, einem von diesem beauf- teilendes Begrenzungsbauteil dicht angeordnet im, schlagbaren Nehmerzylinder, bei der der Geber- das mit einem Stößel verbunden ist, der auf einem zylinder außerdem über eine Steuerleitung mit io zweiarmigen, im mit einem Servomotor verbundenen einer im Ventilgehäuse angeordneten volumen- Teil ues Ventilgehäuses angeordneten Kipphebel veränderlichen Kammer verbunden ist, in der ein wirkt, der seinerseits ein die Verbindung zu einem ein- oder mehrteiliges, verschiebbares, das Ventil- Druckmittelbehälter steuerndes Einlaßventil und ein gehäuse abteilendes Begrenzungsbauteil dicht an- Auslaßventil, über das der Servomotor entlastbar ist. geordnet ist, das mit einem Stößel verbunden ist, 15 betätigt, und der Kipphebel und das Ein- und Ausder auf einem zweiarmigen, im mit einem Servo- laßventil durch sich am Ventilgehäuse abstützende, motor verbundenen Teil des Ventilgehäuses an- dem Ein- und Auslaßventil gegenüberliegende Federn geordneteii Kipphebel wirkt, der seinerseits ein belastet sind.

die Verbindung zu einem Druckmittelbehälter Derartige Servoventil unterstützen^zusammen n>,t

steuerndes Einlaßventil und ein Auslaßventil, 20 einem Servomotor den Fahrer eines luftfahrzeug.,

über das der Servomotor entlastbar ist, betätigt, bei der Betätigung von Kupplungs-, Bremspedalen

und der Kipphebel und das Ein- und Auslaß- od. ä. Aus der französischen Patentschrift 1 153 3-

ventil durch sich am Ventilgehäuse abstützende, ist eine Servobetätigung bekannt, bei der der Geber

dem Ein- und Auslaßventil gegenüberliegende druck gegen einen mit einer Aussparung versehene 1

Federn belastet sind, gekennzeichnet 25 Kolben gelangt und in dem Kolben ein Ventilsteuer

durch die Kombination der folgenden Merk- hebel kugelig gelagert ist, welcher die Ein-und Aus

male: laßventile zum Stellmotor betätigt. Durch die Bl

a) Das vc-schiebbare Begrenzungsbauteil ist in tätigung des Stellmotors wird in einem parallel an sich bekannter Weise als Membran (S geschalteten Zylinder ein Gegendruck gegen den bzw. 17, 18) ausgebildet, die vom Servo- 30 Steuerkolben erzeugt und so dessen Verschiebung druckmitte! beautschlagbar ist; gedämpft. Nachteilig bei dieser Ausführung sind die

b) die Membran (5 bzw. 17,18) ist auf der Seite hohen Reibungsverluste durch den kippbar ge der mit dem Geberzylinder (2) verbundenen lagerten Ventilsteuerhebel und die zeitliche Ver volumenveränderlichen Kammer (5 a) durch zögerung des Aufbaues eines Gegendruckes durch das Steuerdruckmittel vom Geberzylinder (2) 35 den Umweg über den Stellniotor.

während der Betätigung unmittelbar beauf- Weiterhin isi aus der deutschen Patentschrift

schlagbar; 890 316 eine Servobetätigung bekannt, bei der ein

c) der mit der Membran (5) verbundene Stößel Steuerkolben auf einen mit einer Membran ver-(25 bzw. 26) bildet, wie an und für sich be- bundenen Stößel wirkt und dieser Stößel über Kniekannt, eine Schneidenlagerung (19) für den 40 hebel die Ein- und Auslaßventile betätigt. Nachteilig das Ein- und Auslaßventil (6 und 7) des bei dieser Ausführung sind die ungünstige Kraft-Servokreises betätigenden, durch die Federn umlenkung sowls der fehlende, die Betätigung (11 und 13 bzw. 26) schwebend gelagerten dämpfende Gegendruck. Des weiteren ist aus der Kipphebel (8). deutschen Patentschrift 521 092 ein Bremskraft-

2. Steuerventileinrichtung nach Anspruch l,da- 45 verstärker bekannt, bei dem eine unter dem Bremsdurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Be- pedal angeordnete Druckdose den Pedaldruck über grenzungsbauteil durch zwei Membranen (17 und ein hydraulisches Gestänge auf eii.s mit einem Stell-18) gebildet wird, die verschieden große Flächen motor und einer Ventileinrichtung versehene Beaufweisen, tätigungseinrichtung überträgt und der Stellmotor

3. Steuerventileinrichtung nach den An- 50 wiederum die Betätigung des Bremshebeh direkt Sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß je unterstützt. Nachteilig ist dabei, daß der die Ventile eine Membran (17) angrenzend an die volumen- betätigende Stellhebel starr mit dem Verstellbauteil veränderliche Kammer (17 a) und eine Membran verbunden ist und durch die einseitige Anordnung (18) angrenzend an den Innenraum djs Ventil- von Ein- bzw. Auslaßventil verkantet werden kann, gehäuses (14) angeordnet ist und beide über einen 55 was eine ruckartige Betätigung der Steuerventile zur gemeinsamen Stößel (26) verbunden sind, Folge hat. Außerdem zeigt die deutsche Patentschrift

4. Steuerventileinrichtung nach den An- 925 868 die Betätigungseinrichtung eines hydraulisch Sprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß arbeitenden Servomotors, bei dem ein Arbeitskolben zum Schutz der Membranen (17 und 18) vor auf einen asymmetrisch mit je einem Ein- und Aus-Überbeanspruchung ein Widerlager (24) vorge- 60 laßventil versehenen Kipphebel wirkt, der außerhalb sehen ist. des Gehäuses angeordnet ist und so die Zufuhr von

Über- bzw. Unterdruck zu dem Servomotor steuert.