DE2122786A1

DE2122786A1 - Servoeinrichtung

Info

Publication number: DE2122786A1
Application number: DE19712122786
Authority: DE
Inventors: Cloyde Edwin; Euler Richard Weston; South Bend Ind. Saunders (V.St.A.)
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1970-05-08
Filing date: 1971-05-08
Publication date: 1971-11-25
Also published as: CA940975A; GB1286424A; ES390984A1; DE2122786B2; FR2088434A1; FR2088434B1; US3625005A; BR7102744D0; JPS5119107B1; DE2122786C3

Description

Patentanwälte

Dr. Ing. H. Nagendank

Dip!, !ng. H.~Haück Dipl. Phys. V/. Schmitz

8 fcündien 15, i'kwarfeir. 23

Tel. 5 380586

The Bendix Corporation

Executive Offices
Bendix Center

Southfield, Michigan i*8o75/USA 7. Mai 1971

Anwaltsakte M-I577

Servoeinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Servoeinrichtung, durch die normalerweise die Betätigung einer Ausgangs-Steuereinrichtung, beispielsweise eines HauptbremsZylinders einer hydraulischen Kraftfahrzeugbremsanlage, in Abhängigkeit von der normalen Betätigung einer Eingangs-Steuereinrichtung, beispielsweise eines Hauptzylinders, steuerbar ist.

Es ist eine Servoeinrichtung bekannt, die eine in einem Gehäuse verschiebbar angeordnete Ventileinrichtung zur Steuerung eines veränderlichen Strömungsmittel-Arbeitsdrucks, der am Arbeitskolben eines druckmittelbetätigten Servomotors anliegt, und ein Ventilbetätigungsgestänge enthält, das am Arbeitskolben , an der Ventileinrichtung und an einer mit einer vom Bedienungsmann betätigten Steuerstange verbundenen Koppelungseinrichtung angelenkt ist und die Ventileinrichtung in Abhängigkeit von der Relativverschiebung zwischen Arbeitskolben und Steuerstange betätigt.

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" Bei einer derartigen Servo-Verstärkungseinrichtung wird die über die S teuer stange übertragene Betätigungskraft des Bedienungsmannes während der Servobetätigung zwischen der Ventileinrichtung und dem Arbeitskolben in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Abstände der jeweiligen Schwenkachsen aufgeteilt. Da die Lage der Schwenkachsen der Ventileinrichtung, der Steuerstaitge und des Arbeitskolbens während der Relativverschiebung dieser Bauteile unveränderlich ist, ist dieses Verhältnis der Abstände ebenfalls konstant. Daraus ergibt sich, daß die Ventileinrichtung auch nach einer Verschiebung dieser Bauteile in eine Lage, in der der Strömungsmittel-Arbeitsdruck zur Arbeitskammer des Servomotors gelangen kann, noch mit einer beträchtlichen Kraft beaufschlagt ist, die zu einer Beschädigung der Servoventileinriehtung führen kann.

Um diese Nachteile zu vermeiden, schafft die Erfindung eine Servoeinrichtung der oben beschriebenen Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Koppelungseinrichtung ein Steuerglied enthält, das mit dem Betätigungsgestänge über an dem Betätigungsgestänge verschiebbare Gelenkteile verbunden und dadurch an dem Betätigungsgestänge die Kraftangriffsstelle der vom Steuerglied bei einer Verschiebung desselben übertragenen Kraft veränderbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Servoeinrichtung kann die Lageänderung der Schwenkachse des Steuergliedes auf dem Betätigungsgestänge derart gewählt werden, daß der Anteil der nach dem Umschalten der Ventileinrichtung an diese übertragenen Kraft verringert wird.

Vorzugsweise enthalten die Gelenkteile mindestens einen mit dem

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Steuerglied verbundenen Gelenkzapfen, der gleitfähig in einem im Betätigungsgestänge ausgebildeten Schlitz einsitzt, welcher im wesentlichen parallel zur Achse der beiden Gelenkverbindungen des Betätigungsgestänges mit der Servoventileinrichtung bzw. dem Arbeitskolben verläuft-

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen und der nachfolgenden beispielsweisen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt einer erfindungsgemäß ausgebildeten Servo-Verstärkungseinrichtung in Verbindung mit einer schematisch dargestellten hydraulischen Servo-Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeuges,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Arbeitskolbens, der Steuerstange und des Gestänges der in Fig. 1 gezeigten Servoeinrichtung,

Fig. 3 die Steuerstange und das Gestänge einer Servoeinrichtung ' in zerlegtem Zustand gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,

eine perspektivische Darstellung des Arbeitskolbens, des Gestänges und der Steuerstange des Ausführungsbeispiels gemäß FIg. 3 in der für den Einbau richtigen Lage, und

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, gemäß dem ein Hebelarm

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zum Zwecke eines einfachen Zusammenbaus mit Einbaunuten versehen ist.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Hydraulikanlage liefert eine einzige Pumpe 2ο den Strömungsmitteldruck zur Betätigung eines Servoverstärkers Io und einer Servosteuereinrichtung 22. Der von der Pumpe abgegebene Strömungsmitteldruck wird mit Hilfe einer Servoventil-einrichtung, beispielsweise des Schiebeventils 3o gesteuert. Ein vom Ausgangsdruck betätigter Servomotor besteht aus einem Ausgangs- oder Arbeitskolben 24, der gleitfähig in einer Längsbohrung 26 im Gehäuse 12 der Servoeinrichtung einsitzt, wobei das eine Ende des Arbeitskolbens 24 gleitend in einer Steuerkammer 32 liegt. Das Schiebeventil 3o ist mit dem Arbeitskolben 24 in der Kammer 32 über eine Hebeleinrichtung 2 7 verbunden. Die vom Bedienungsmann aufgebracht Kraft wird von einer Betätigungseinrichtung 48 über eine Koppelungseinrichtung 56 (siehe Fig. 2) zur Hebeleinrichtung 27 übertragen. Die Betätigungseinrichtung 48 enthält ein Bremspedal 21, das an einer Steuerstange angebracht ist. Wenn das Schieberventil 3o durch die Betätigungseinrichtung 48 im Sinne der Fig. 1 nach links verstellt wird, gelangt der Strömungsmitteldruck von der Pumpe in die Steuerkammer 32 und beaufschlagt den Arbeitskolben 24, der über eine Schubstange 2 5 mit dem nicht gezeigten Hauptbremszylinder verbunden ist, der die Fahrzeugbremsen betätigt. Wenn das Bremspedal 21 der Betätigungseinrichtung 48 freigegeben wird, werden das Schieberventil 3o und der Arbeitskolben 24 durch die zugehörigen Federn 29 bzw. 31 in ihre Ruhelage zurückgebracht.

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Falls entweder das Schieberventil 3o oder der Kolben 24 ausfallen, verschiebt sich bei einer Verstellung der Betätigungseinrichtung 48 die Koppelungseinrichtung 56 auf der Hebeeinrichtung 2 7 derart, daß die nicht-ausgefallene Einrichtung, also der Arbeitskolben 2 4 oder das Schieberventil 3o unabhängig betätigt werden.

Die Hebeleinrichtung 27, die den Kolben 24 mit dem Schieberventil 3o verbindet, enthält ein Betätigungsgestänge 33 und ein Tragglied 5o. Das Betätigungsgestänge 33 besteht (siehe Fig. 2) aus * Hebelarmen 34 und 36, in denen Schlitze 44 und 46 ausgebildet sind, einem die Hebelarme auf Abstand haltenden Steg 38 und Schwenkzapfen 4o, 42 und 52, wobei der Schwenkzapfen 52 am Tragglied 5o angebracht ist, welches mit dem Arbei-Öcolben 24 verbunden ist.

Die Koppelungseinrichtung 5 6 enthält ein U-förmiges Eingangs-Steuerglied 6o, das an seinen Schenkeln mit Schwenkzapfen 6o und 62 und an seinem Steg mit einer Axialöffnung 72 versehen ist, in der die Steuerstange 66 der Betätigungseinrichtung 48 einsitzt. Das U-förmige Steuerglied liegt an einer Feder 68, die an der Betätigungseinrichtung 48 angebracht und durch einen Anschlag gehaltert ist.

Die Gelenkteile werden durch die Schwenkzapfen 62, 64 gebildet, die gleitend in den Schlitzen 44, 46 der Hebelarme 34, 36 einsitzen. Da die Koppelungseinrichtung 56 über die Gelenkteile auf dem Betätigungsgestänge 33 frei verschiebbar ist, ändert sich die an das Schieberventil 3o und den Arbeitskolben 24 übertragene

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' Kraft in Abhängigkeit von der Lage der Koppelungseinrichtung auf dem Betätigungsgestänge 33.

Wenn der Fahrzeugführer das Bremspedal niederdrückt, verschiebt sich die Steuerstange 66 und drückt die Feder 68 zusammen. Die aufgebrachte Kraft wird nunmehr von der zusammengedrückten Feder 68 an die Schwenkzapfen 62 und 6f des U-förmigen Steuergliedes 6ο übertragen. Durch die Lage der Schwenkzapfen 62 und 64 in den Schlitzen 44 und 46 wird der Anteil der Kraft festgelegt s welcher an das Schieberventil 3o und den Servokolben 24 übertragen wird. Normalerweise wird durch die aufgebrachte Kraft zunächst das Schieberventil 3o geschlossen und die Hebelarme und 36 verschwenken auf den Schwenkzapfen Ho und **2, so daß die Schwenkzapfen 62 und 64 in den Schlitzen 4*l· und 46 gleiten können und ein wachsender Anteil der aufgebrachten Kraft an den Servo-

übertragen
kolben/werden kann. Da die Schwenkzapfen 82 und &H sich auf einer parallel zur Steuerstange 66 verlaufenden Linie verschieben, ändert sich der Angriffspunkt der Betätigungskraft des Fslirseugführers auf den Hebelarmen 34 und 36 kontinuierlich, weun die Hebelarme auf einem Kreisbogen um die Schwenkzapfen Uo und 42 verschwenken. Wenn das Bremspedal freigegeben wird, führt die zwangsläufige Verbindung des Betätigungsgestänges 33 dazu, daß sowohl das Schieberventil 3o als auch der Servokolben 2h in die Ruhelage zurückkehren.

Falls das Schieberventil 3o versagt und der Fahrzeugführer· die zur Betätigung des Hauptbrems Zylinders erforderlich Kr>ä3: ^w-sron Hand" aufbringen muß, verschieben sich die Schwenkzapfen 62 und €4 in den Schlitzen 44 und 46 und die aufgebrachte Kraft kann

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unmittelbar und ohne Verklemmen an den Servokolben 24 übertragen werden.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Servoverstärkere ändert sich die Kraft, die erforderlich ist, den Servokolben und die Ventileinrichtung um einen Verschiebe-

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weg/verstellen, nachdem die Servoeinrichtung mit Strömungsmitteldruck versorgt wird, in Abhängigkeit von dem Verschiebeweg der Steuerstange, die auf eine Kraftbeaufschiagung vom Bedienungsmann her anspricht, und der Lage der Gelenkteile auf dem Betätigungsgestänge .

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fign. 3 und 4 sind die den Fign. 1 und 2 entsprechenden Bauteile mit den entsprechenden um loo erhöhten Bezugszeichen und bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 mit den entsprechenden, um 2oo erhöhten Bezugszeichen versehen.

Das in den Fign. 3 und 4 gezeigte Ausführungsbeispiel ist das gleiche wie das Ausführungsbeispiel gemäß den Fign. 1 und 2 mit der Ausnahme, daß die Koppelungseinrichtung 156 als einstückpLges Steuer- oder Halteglied 174 ausgebildet ist und im Betätigungsgestänge 33 die Schlitze 144 und 146 verlängert sind sowie der Steg 138 auf der anderen Seite der Hebelarme 134 und 136 ange- \ ordnet ist. Die Schwenkzapfen 162 und 164 sind im Steuerglied 174 befestigt und gleiten in den länglichen Schlitzen 144 und 146, um auf die oben anhand der Fign. 1 und 2 beschriebene Weise die übertragene Kraft zu ändern.

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Das Ausführungsbeispiel gemäß den Fign. 3 und 4 sorgt auf folgende Weise für eine beträchtliche Erleichterung des Zusammenbaus der Servoeinrichtung Io: Das oben beschriebene Schieberventil 3o wird in die Ventilkammer 2 9 eingesetzt, und der Servokolben 24 mit dem Betätigungsgestänge 133 wird auf folgende Weise mit der Betätigungseinrichtung 14-8 verbunden:

Der Servokolben 24 wird über den Schwenkzapfen 152, der am Tragglied 15o befestigt ist, mit den Hebelarmen 134 und 136 verbunden. Nunmehr wird die Feder 168 der Betätigungseinrichtung 148 zusammengedrückt und auf die Steuerstange 16 6 neben die Dichtung 19o aufgesetzt. Dann wird die Steuerstange 166 in die Öffnung 172 des Steuergliedes 174 eingeführt, und der Anschlag 17o wird angebracht, woraufhin die Koppelungseinrichtung vollständig zusammengebaut ist. Das Steuerglied 174 wird innerhalb der Hebelarme 134 und 136 angeordnet und mit den Schlitzen 144 und 146 ausgerichtet, so daß die Schwenkzapfen 162 und 164 an der Koppelungseinrichtung 156 befestigt werden können. Die Schwenkzapfen 162 und 164 werden in den Schlitzen 144 und 146 verstellt, bis das Betätigungsgestänge 133 in Axialrichtung mit dem Servokolben 24 und der Steuerstange 166 fluchtet (wie dies in Fig. 4 gezeigt ist) und nunmehr wird der Tei!zusammenbau in die die Dichtung 92 enthaltende Bohrung 26 der Servoeinrichtung Io eingesetzt. Dieser Teilzusammenbau wird nunmehr in der Bohrung 26 verschoben, bis die Zapfen 14o und 142 der Nut 78 des Schieberventils 3o gegenüberliegen, wie dies über das Schauloch 8o in der Servoeinrichtung Io festgestellt werden kann. Bei Beaufschlagung des Servokolbens 24 und der Steuerstange 166 mit entgegengerichteten Kräften gleiten die Schwenkzapfen 162 und 164 des Steuergliedes

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174 in den Schlitzen 144 und 146. Wenn die Schwenkzapfen 162 und 164 das Ende der Schlitze 144 und 146 erreichen, verschwenkt das Betätigungsgestänge 133 bei einer weiteren Beaufschlagung mit entgegengesetzten Kräften um den Schwenkzapfen 152, so daß die Stifte 14o und 142 in Eingriff mit der Nut 78 des Schieberventils 3o gelangen. Der Servokolben wird weiter mit Druck beaufschlagt, bis das Tragglied 5o an der Wand 94 des Gehäuses anschlägt. Der Zusammenbau der Servoeinrichtung wird dadurch vervollständigt, daß die zum Hauptbremszylinder führende Schubstange 25 in die Ausnehmung 82 des Servokolbens 24 eingesetzt wird. Eine Rückstellfeder 2 9 umgreift die Schubstange 25 und wird durch einen Schnappring Io8 in der Bohrung 26 gehaltert. Die Servoeinrichtung kann nunmehr an einem nicht gezeigten Hauptbremszylinder angebracht werden.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel können das Eingangssteuerglied und die Schwenkzapfen 162 und 164 getrennt zusammengebaut und anschließend über die Einbaunuten 28o und 2 82 in den Schlitzen 244 und 246 eingesetzt werden, um die Hebeleinrichtung des Servoverstärkers zu bilden. Durch Anordnung der Einbaunuten 28ο und 282 in den Hebelarmen 2 34 und 2 36 können die Schwenkzapfen 162 und 164 am Steuerglied 174 befestigt werden, ohne daß die Zapfenlöcher in den Schlitzen 164 und 166 ausgerichtet werden müssen, wie dies bei dem oben beschriebenen Zusammenbau erforderlich war, wodurch eine Zeitersparnis beim Zusammenbau der Servoeinrichtung erreicht wird.

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Claims

- Io - The Bendix Corporation Executive Offices Bendix Center Southfield, Michigan 48o75/USA 7. Mai 1971 Anwaltsakte M-1577 Patentansprüche

1. Servoeinrichtung mit einer in einem Gehäuse verschiebbar angeordneten Ventileinrichtung zur Steuerung eines veränderlichen Strömungsmittel-Arbeitsdrucks, der am Arbeitskolben eines druckmittelbetätigten Servomotors anliegt, und einem Ventilbetätigungsgestänge, das am Arbeitskolben und an einer mit einer vom Bedienungsmann betätigten Steuerstange verbundenen Koppelungseinrichtung angelenkt ist mnd die VentiieinrdLehtung in Abhängigkeit von der Relativverseliiebung zwischen Äcbeitskolben und Steuerstange betätigt, dadurch gekennzeichnet_s daß die Koppelungseinrichtung (56, 156) ein Steuerglied (6o₉ 17t) enthält j das mit dem Betätigungsgestänge C 33, 133) Ober an dem Betätigungsgestänge verschiebbare Seienkteile C¹I¹I_s ^6, 62, 64, 144, 146, 162s IS^₃ 244, 246) verbunden und dadurch an dem Betätigungsgestänge die Kraftang^iffsstelle der vom Steuerglied (6o, 17%) bei einer Verschiebung desselben übertragenen Kraft veränderbar ist.

2. Servoeinrichtung nacfe Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Seienkteile ssindestens einen mit dem Steuerglied

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(6ο, ±74) verbundenen Gelenkzapfen (62, 64, 162, 16"+) enthalten, der gleitfähig in einem im Betätigungsgestänge (33, 133, 23it, 236) ausgebildeten Schlitz (44, 46, 144, 146, 244, 246) einsitzt, welcher im wesentlichen parallel zur Achse der beiden Gelenkverbindungen (4o, 52, 14o, 152, 24o, 252) des Betätigungsgestänges mit der Ventileinrichtung (3o) bzw. dem Arbeitskolben (24,124) verläuft.

3. Servoeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsgestänge zwei parallel verlaufende Arme (234, 236) enthält, die durch einen Steg (238) miteinander verbunden und am Arbeitskolben (24,124) und an der Ventileinrichtung (3o) angelenkt sind, und daß die Schlitze (244, 246) in den Armen (234, 236) ausgebildet sind und zu an einem Schlitzende in den Armen vorgesehenen Einbaunuten (28o, 282) verlaufen, über die der Gelenkzapfen (62, 64, 162, 164) in den Schlitz einführbar ist.

4. Servoeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelungseinrichtung (56, 156) eine vorgespannte Feder (68, 168)enthält, die zwischen einem auf der Steuerstange (66, 166) angeordneten Halter (9o, 19o) und dem Steuerglied (6o, 174) einsitzt und dieses normalerweise in Anlage gegen einen an der Steuerstange (66, 166) angebrachten Anschlag (7o, 17o) drückt.

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