DE2938691A1

DE2938691A1 - Druckmittelservomotor

Info

Publication number: DE2938691A1
Application number: DE19792938691
Authority: DE
Inventors: John Pius Burke; David Parsons; Alastair John Young
Original assignee: Automotive Products PLC
Current assignee: Automotive Products PLC
Priority date: 1978-10-12
Filing date: 1979-09-25
Publication date: 1980-04-24
Also published as: FR2438757A1; IT7968983A0; AU5081579A

Description

PATENTANWÄLTE ' Dipl.-Phys. JÜRGEN WEISSE · Dipl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLoMtö 8691

BÖKENBUSCH41 · D 5620 VELBERT 11-LANGENBERG Poitfadi 110386 · Telefon: (02127) 4019 · Telex: 8516897

Patentanmeldung

Automotive Products Limited/ Tachbrook Road, Leamington Spa, Warwickshire, England, CV31 3ER

Druckmittelservomotor

Die Erfindung betrifft einen Druckmittelservomotor bestehend aus einem Grundkörper mit zwei unabhängig voneinander betriebenen Druckmittelkammern, deren jede eine auf eine Druckmitteldruckdifferenz ansprechende bewegliche Wand, mittels derer eine in zwei Einstellungen einstellbare Vorrichtung zwischen den beiden Einstellungen bewegbar ist, und eine Verbindung mit totem Gang zu der Vorrichtung aufweist, die im Falle der Aufhebung der Druckdifferenz eine Rückstellung der beweglichen Wand im Leerlauf gestattet.

Druckmittelservomotoren dieser Art werden insbesondere für die Türverschlüsse an Motorfahrzeugen eingesetzt, um die Schließvorrichtung von einer ersten, verriegelten Einstellung in eine zweite, entriegelte Einstellung und umgekehrt einzustellen. Beispiele solcher vakuumbetriebenen Druckmittelservomotoren zum Verriegeln und Entriegeln der Türen von Motorfahrzeugen sind durch die britischen Patente 1 226 898 und 1 259 487 bekannt. Die darin beschriebenen Druckmittelservomotoren bestehen aus zwei unabhängig voneinander betriebenen Druckmittelgliedern, die durch eine einzige Membran getrennt sind, welche auf ein in

0300177iJ6~55

der einen oder anderen der beiden Kammern ausgebildetes Teilvakuum anspricht und sich entsprechend verstellt. Die Betätigungsstange, die die Membran mit dem Schließmechanismus verbindet, muß durch die Stirnwand einer der Druckmittelkammern verlaufen, woraus sich insofern ein Problem ergibt, als die Betätigungsstange gegenüber der Wandung der Vakuumkammer abgedichtet werden muß.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Druckmittelservomotor der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem keine Dichtungsprobleme zwischen bewegten und unbewegten Teilen bestehen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die beiden Kammern und die beweglichen Wände koaxial und gegenläufig zueinander angeordnet sind und daß eine bewegliche Wand an einem die andere bewegliche Wand überbrückenden und an der Vorrichtung angreifenden Bügel befestigt ist, wobei die andere bewegliche Wand unabhängig von dem Bügel beweglich ist.

Unter dem Ausdruck "bewegliche Wand" werden hier Kolben und ähnliche Arbeitsmittel wie Membranen verstanden.

Vorzugsweise ist die von dem Bügel überbrückte bewegliche Wand gleitbeweglich an dem Bügel abgestützt.

Der Bügel kann auch eine an der einen beweglichen Wand befestigte und die andere bewegliche Wand überbrückende Drahtschleife bilden, und zweckmäßigerweise ist dieser Bügel an der Außenfläche des Grundkörpers abgestützt und geführt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt und wird nachfolgend anhand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigen

030017/0655

Fig. 1 oberhalb der Mittellinie einen Querschnitt und unterhalb der Mittellinie eine Ansicht des erfindungsgemäßen Druckmittelservomotors;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine abgeänderte Ausführung des Druckmittelservomotors nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine weiter abgeänderte Ausführung des Druckmittelservomotors nach Fig. 2; und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Schließ-

Systems für die Türen eines Motorfahrzeugs mit einem Druckmitte!servomotor nach Figur 1.

Entsprechend Fig. 1 der Abbildungen besteht ein Druckmittelservomotor 11 zur Verschiebung einer in zwei Einstellungen einstellbaren Vorrichtung 25 zwischen den beiden Einstellungen, wie einer Verriegelungs- und Entriegelungsvorrichtung, aus einem feststehenden Grundkörper 12, der im Guß aus Kunststoff hergestellt ist und über einen Tragarm 13 an einem (nicht gezeigten) Träger befestigt ist. Der Grundkörper 12 hat zwei voneinander unabhängige, koaxiale Druckmittelkammern 14,15, die durch eine gemeinsame Wand 21 voneinander getrennt sind. Die Druckmittelkammern 14,15 sind unabhängig voneinander über Anschlüsse 16 bzw. 17 mit einer (nicht gezeigten) Vakuumquelle verbunden.

Die erste Druckmittelkammer 14 enthält eine erste bewegliche Wand 18 in Gestalt eines Kolbens o.dgl., an der sich eine Rollmembran 19 abstützt. Die Membran 19 dichtet an ihrem Außenumfang den Grundkörper 12 und an ihrem Innenumfang die

- 7 030017/0655

bewegliche Wand 18 ab. Der Kolben wird durch eine Feder 20, die zwischen dem Kolben und der Wand 21 wirksam ist, gegen die Wand ' 21 vorgespannt. Die von der Wand 21 weggerichtete Bewegung des Kolbens wird durch einen Ring 22 begrenzt, mittels dessen der Außenumfang der Membran 19 an dem Grundkörper 12 festgeklemmt ] wird.

Die bewegliche Wand 18 hat auch einen koaxialen Schaft 23, der von ihrer Rückseite aus vorsteht. Der Schaft 23 trägt einen axialen, diametralen Langschlitz 24, der sich in losem Eingriff mit der Vorrichtung 25 befindet, die einen Verriegelungsmechanismus bildet, so daß zwischen der Vorrichtung 25 und den Enden des Schlitzes 24 ein gewisses axiales Spiel besteht. Dieses Spiel stellt eine Verbindung mit totem Gang zwischen der j

ersten beweglichen Wand 18 und der Vorrichtung 25 dar. I

Die zweite Druckmittelkammer 15 enthält eine zweite bewegliche : Wand 26, die ebenfalls eine Membran 27 trägt,welche an ihrem j Außenumfang durch einen Klemmring 28 an dem Grundkörper 12 befestigt ist und deren Innenumfang die bewegliche Wand 26 abdichtet, die auch als Kolben ausgebildet ist.

Der Kolben wird durch eine Feder 29 gegen die gemeinsame Wand 21 vorgespannt, so daß die beiden beweglichen Wände 18,26 durch die Federn 20,29 in Abstand voneinander vorgespannt sind; wird in der einen oder anderen der beiden Kammern 14 bzw. 15 Vakuum oder ein Druckabfall wirksam, so wird der entsprechende Kolben gegen die Wand 21 verstellt. In dieser Weise arbeiten die beiden Kolben gegenläufig zueinander.

Die bewegliche Wand 26 ist an der Innenseite eines Schenkels eines Bügels 31 befestigt, der den Grundkörper 12 und die erste bewegliche Wand 18 so überbrückt, daß der andere Schenkel des Bügels 31 eine gleitbewegliche Abstützung für den Schaft 23 der ersten beweglichen Wand 18 und eine Anschlagfläche bildet, an der die Vorrichtung 25 zur Anlage kommen kann.

0 3 0 0 1 7_/ g 6.5 5 ORIGINAL INSPECTED

Der in Fig. 1 gezeigte Druckmittelservomotor befindet sich in Ruhestellung. Wenn ein Druckabfall bzw. Vakuum innerhalb der ersten Kammer 14 wirksam wird, so wird die erste bewegliche Wand 18 gegen die Vorspannung der Feder 20 eingezogen und nimmt dadurch die Vorrichtung 25 entgegen der Richtung des Pfeils A in Richtung auf die Wand 21 mit, bis die Vorrichtung 25 an der Außenseite des zweiten Schenkels des Bügels 31 anliegt. Dies ist in Fig. 1 in gestrichelten Linien dargestellt. Unter der Annahme, daß es sich dabei um eine Schließbewegung der Vorrichtung 25 handelt, kehrt der Kolben bei Aufhebung des Vakuums unter dem Einfluß der Feder 20 im Leerlauf zurück, und diese Rückführung kann ohne Störung der neuen, verriegelten . Einstellung der Vorrichtung 25 erfolgen, weil zwischen dem Schlitz 24 und der Vorrichtung 25 eine Verbindung mit totem Gang besteht. Wenn das (nicht gezeigte) Schloß der Vorrichtung 25 dann von Hand entriegelt wird, kann die Vorrichtung 25 ohne Störung des Druckmittelservomotors in dem Schlitz 24 entlanggleiten.

Befinden sich der Druckmittelservomotor und die Vorrichtung in der Schließstellung, wie sie mit den gestrichelten Linien dargestellt ist, so kann die Tür entriegelt werden, wenn in der Kammer 15 Vakuum erzeugt wird, wodurch die zweite bewegliche Wand 26 gegen die Vorspannung durch die Feder 29 zur Wand 21 hingezogen wird. Dadurch wird der Bügel 31 in Richtung des Pfeils A verschoben und drückt die Vorrichtung 25 in dem Schlitz 24 zurück, wodurch die Schließvorrichtung entriegelt wird. Wird das Vakuum wieder aufgehoben, so kehrt der Kolben unter dem Einfluß der Feder 29 im Leerlauf in seine Ausgangsstellung zurück. Dadurch entsteht zwischen der Vorrichtung 25 und dem Bügel 31 eine Verbindung mit totem Gang, so daß das (nicht gezeigte) Schloß nunmehr von Hand ohne Störung des Druckmittelservomotors verschlossen werden kann.

030017/0655

Eine abgeänderte Ausführung des Druckmittelservomotors ist in Fig. 2 dargestellt, und nur die Hauptbauteile und diejenigen Merkmale, die sich von denen in Fig. 1 unterscheiden, werden nachfolgend beschrieben. Der Druckmittelservomotor 111 besteht aus einem Grundkörper 112 aus gegossenem Kunststoff, z.B. Polpropylen, und enthält zwei koaxiale, voneinander unabhängige Druckmittelkammern 114,115, deren jede mit einem unabhängigen Anschluß an eine (nicht gezeigte) Vakuumquelle angeschlossen ist, von denen nur einer dargestellt ist.

Jede Kammer 114,115 enthält eine als Kolben ausgebildete bewegliche Wand 117 bzw. 127, deren jede eine Rollmembran 118 abstützt, welche durch einen Schnappring 119 aus Kunststoff an dem Grundkörper 112 abgedichtet befestigt ist, der die Membran 118 gegen eine Schulter an der Mündung der jeweiligen Kammer festklemmt. Der Schnappring 119 stützt auch die bewegliche Wand 117 in der Kammer 114 ab.

In Fig. 2 ist die bewegliche Wand 117 in ihrer Betätigungsstellung gezeigt. Wie vorher beschrieben, ist der Kolben mit einer Vorrichtung 25 über eine Verbindung mit totem Gang verbunden, die von einem axialen diametralen Langschlitz 131 gebildet wird. Die Vorrichtung 25 ist in der verriegelten Stellung gezeigt, wobei der Schlitz 131 gestattet, daß der Kolben ohne Störung der Einstellung der Vorrichtung 25 im Leerlauf zurückkehren kann.

Die zweite bewegliche Wand 127 wirkt auf die Vorrichtung 25 über einen Bügel 132 aus einer Drahtschleife ein, die an der zweiten beweglichen Wand 127 befestigt ist. Auch diese ist als Kolben ausgebildet. Der Bügel 132 ist so eingerichtet, daß in der in Fig. 2 dargestellten Einstellung des Druckmittelservomotors 111 die Vorrichtung 25 in ihrer verriegelten Stellung der an der beweglichen Wand 127 befestigten Drahtschleife in deren Ruhestellung anliegt. Befindet sich die bewegliche Wand 117 in

0300177 6^55

ihrer Ruhestellung und wirkt Vakuum in der Kammer 115 auf die bewegliche Wand 127 ein, so wird diese in Richtung auf die Wand 120 verstellt und bewegt daher den Bügel 132 und die Vorrichtung 25 zurück durch den axialen Schlitz 131 in die in gestrichelten Linien gezeigte entriegelte Stellung. Diese Verstellung der Drahtschleife wird durch einen zweiten diametralen Schlitz 133 im Schaft 123 der beweglichen Wand 117 ermöglicht, der gegenüber dem ersten Schlitz 131 im Winkel versetzt ist. Wie weiterhin der Abbildung entnommen werden kann, ist der Bügel 132 durch Vorsprünge 134 an der Außenfläche des Grundkörpers 112 beweglich geführt.

Wird das Vakuum aufgehoben, so wird die bewegliche Wand 127 durch die zugehörige Feder zurückgeholt und dadurch die Drahtschleife von der Vorrichtung 25 wegbewegt, so daß durch den toten Gang ein Abstand zwischen der Vorrichtung 25 und der Drahtschleife entsteht.

Fig. 3 zeigt einen gegenüber der Fig. 2 weiter abgeänderten Druckmittelservomotor. In jeder Kammer 114,115 sind der Schnappring 119, die Membran 118 und die beweglichen Wände 117 bzw. 127 durch eine einzige Balgenmembran 170 ersetzt, die aus synthetischem Gummi hergestellt sind und einen damit aus einem Stück gebildeten Schaft 173 zur Verbindung der Balgenmembran mit dem Bügel 132 bzw. der Vorrichtung 25 aufweisen. Da jede der Balgenmembranen die Kammerwandung bildet, kann der Grundkörper des Druckmittelservomotors in seiner Größe beträchtlich verringert werden und praktisch eine Unterlage zur Befestigung der Balgenmembranen bilden, die auch Rohre 116 enthält, über die den Kammern 114,115 Luft zugeführt oder entnommen wird. Da die Balgenmembranen federnd gebaut sind, wirkt jede Balgenmembran selbst wie eine Rückholfeder und führt den Schaft 173 in seine Ausgangsstellung zurück.

- 11 -

030017/0655

Fig. 4 zeigt ein Schema eines Schließsystems für die Türen eines Motorfahrzeugs, in dem jeder der in Fig. 1,2 oder 3 gezeigten Druckmittelservomotoren eingesetzt werden kann. Lediglich als Beispiel ist in dem Schema ein System mit Druckmittelservomotoren nach Fig. 1 dargestellt< Ein Vakuumbehälter 51 ist über ein Einwegventil 52 an den Ansaugkanal einer Verbrennungskraftmaschine angeschlossen. Der Vakuumbehälter 51 ist über zwei getrennte Leitungen 53,54 über entsprechende Magnetventile 55 bzw. 56 mit den Verriegelungsbzw. Entriegelungskammern 14 bzw. 15 einer Mehrzahl von Druckmittelservomotoren 11 nach Fig. 1 angeschlossen. In Fig. 4 sind nur zwei solcher Druckmittelservomotoren gezeigt, aber es können wenigstens vier, einer jeweils für eine Tür bei einem viertürigen Fahrzeug, vorgesehen sein.

Die elektrische Energie für die Magnetventile wird durch die Batterie 58 des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, und die Magnetventile 55,56 werden durch zentrale Steuerschalter betätigt, wobei ein erster Schalter 59 im Fahrgastraum des Fahrzeugs zugänglich ist und ein zweiter Schalter 62 dem Schloß 61 der fahrerseitigen Tür zugeordnet ist. Ein weiterer Schalter kann am Schloß der gegenüberliegenden Vordertür vorgesehen sein.

Bei unverschlossenem Fahrzeug entsprechend Fig. 4 wird nur das Magnetventil 56 zum Verschließen der Türen betätigt, wodurch das Ventil zum Vakuumbehälter hin geöffnet wird. Dadurch wird die Luftzufuhr abgeschaltet und die erste Kammer 14 der Druckmittelservomotoren 11 über die Leitung 54 mit Vakuum verbunden. Das Magnetventil 56 wird entweder über den federbelasteten Schalter 59 innerhalb des Fahrzeugs oder durch den Schalter 61 am Schloß der fahrerseitigen Tür betätigt.

- 12 030017/0655

Wird innerhalb der Kanunern 14 Vakuum wirksam, so werden die Vorrichtungen 25 entgegen der Richtung des Pfeiles A so verstellt, daß alle zugehörigen Schlösser verriegelt werden. Wird der Schalter 59 oder 61 freigegeben, so wird das Magnetventil 56 abgeschaltet und damit auch das Vakuum, so daß Luft wieder in die Leitungen 54 eintreten kann. Die beweglichen Wände 18 der Druckmittelservomotoren 11 kehren dann in ihre Ausgangsstellungen zurück, wie bereits beschrieben wurde, ohne daß der verriegelte Zustand der Türen dadurch beeinträchtigt wird.

Zum Entriegeln der Türen wird das Magnetventil 55 betätigt, wiederum entweder über einen der federbelasteten Schalter 59 oder 61, die so verstellt werden, daß das Magnetventil 55 ohne gleichzeitige Energiezufuhr zum Magnetventil 56 betätigt wird. Dadurch wird die Luftzufuhr abgesperrt und der Vakuumbehälter 51 über die Leitung 53 an die Kammern 15 der Druckmittelservomotoren 11 angeschlossen. Die beweglichen Wände 26 mit den jeweiligen Bügeln 31 werden dann so verstellt, daß die Vorrichtungen 25 in Richtung des Pfeiles A zurückgeführt werden, ohne daß dabei die ersten beweglichen Wände 18 beeinflußt werden, da die Verbindung 24 mit totem Gang eine solche Verstellung ermöglicht.

Alle Türen können normal von Hand betätigt werden, lediglich das Schloß 62 der fahrerseitigen Tür ist mit einer vorrangigen Handsteuerung 65 dargestellt, so daß beim Ausfall des Vakuums oder der elektrischen Stromversorgung die fahrerseitige Tür je nach den Erfodernissen verriegelt oder entriegelt werden kann.

030017/0655

Claims

Patentansprüche

Druckmittelservomotor bestehend aus einem Grundkörper mit zwei unabhängig voneinander betriebenen Druckmittelkammern, deren jede eine auf eine Druckmitteldruckdifferenz ansprechende bewegliche Wand, mittels derer eine in zwei Einstellungen einstellbare Vorrichtung zwischen den beiden Einstellungen bewegbar ist, und eine Verbindung . mit totem Gang zu der Vorrichtung aufweist, die im Falle der Aufhebung der Druckdifferenz eine Rückstellung der beweglichen Wand im Leerlauf gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (14,15; 114,115) und die beweglichen Wände (18,26,117,127,170) koaxial und gegenläufig zueinander angeordnet sind und daß eine bewegliche Wand (26,127,170) an einem die andere bewegliche Wand (18,117,170) überbrückenden und an der Vorrichtung (25) angreifenden Bügel (31,132) befestigt ist, wobei die andere bewegliche Wand (18,117, 170) unabhängig von dem Bügel (31,132) beweglich ist.
2. Druckmittelservomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Bügel (31) überbrückte bewegliche Wand (18) an dem Bügel (31) abgestützt ist.
3. Druckmittelservomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (132) eine an der einen beweglichen Wand (127) befestigte und die andere bewegliche Wand (117) überbrückende Drahtschleife bildet.

03 QOM/065 £

- 2 -ORIGINAL INSPECTED
4. Druckmittelservomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede bewegliche Wand (18,26,117,127,170) federnd in eine Ruhestellung vorgespannt ist, in der keine Druckdifferenz besteht.
5. Druckmittelservomotor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Bügel (31,132) überbrückte bewegliche Wand (18,117,170) einen ersten diametralen Langschlitz (24,131) aufweist, mittels dessen die Vorrichtung (25) bei Einwirkung einer Druckdifferenz auf diese bewegliche Wand (18,117,170) in eine Einstellung einstellbar ist, und daß der Bügel (31,132) bei Einwirkung einer Druckdifferenz auf die den Bügel (31,131) tragende bewegliche Wand (26,127,170) an die Vorrichtung (25) anlegbar ist und diese in ihre Ausgangsstellung zurückführt.
6. Druckmittelservomotor nach Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Bügel (132) überbrückte bewegliche Wand (117) einen zweiten diametralen Schlitz (133) aufweist, der im Winkel gegen den Langschlitz (131) versetzt ist und eine Verstellung des Bügels (132) gegenüber der beweglichen Wand (127) gestattet.
7. Druckmittelservomotor nach Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einer Drahtschleife gebildete Bügel (132) an der Außenfläche des Grundkörpers (112) abgestützt und geführt ist.
8. Druckmittelservomotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand (170) von einer Balgenmembran mit einem damit aus einem Stück gebildeten axialen Schaft (173), der mit dem Bügel (132) bzw. der Vorrichtung (25) verbunden ist, gebildet ist.
9. Druckmittelservomotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (112) eine Unterlage zur Befestigung der Balgenmembranen bildet, deren jede Begrenzungswände für die Kammern (114,115) bildet und federnd zum Rückholen des Schaftes (173) in seine Ausgangsstellung wirksam ist.
10. Druckmittelservomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Druckmittelservomotor in ein Vielfach-Schließsystem für die Türen eines Motorfahrzeugs eingebaut ist..

030017/0655