DE1576059A1

DE1576059A1 - Stroemungsmitteldruckservomotor

Info

Publication number: DE1576059A1
Application number: DE19651576059
Authority: DE
Inventors: Rosback Richard Henry; Myers L Robert
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1964-12-07
Filing date: 1965-12-04
Publication date: 1969-06-19
Also published as: DE1576059B2; DE1576060A1; GB1056020A; DE1576059C3; DE1576060C3; FR1459486A; ES320420A1; DE1576060B2

Description

* -Ek¹ ing. η. negendank

HAXÖUKO «β · NSUXB VTAXI. «1 ■ FSBNRTTF 80 74 IM UNS M 41 10

THE BEEDIX CORPORATION

Pisher Building

Detroit, Michigan (USA) 3. Dezember 1965

Strömungsmitteldruckservomotor

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strömungsmitteldruckservomotor, -insbesondere auf Konstruktionsmerkmale eines solchen Servomotors, welche dessen Aufbau vereinfachen und seine Lebensdauer verlängern.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Schaffung einer neuen und verbesserten Anordnung zum Abdichten mehrerer innerhalb eines den .Strömungsmitteldruckservomotor umschließenden Gehäuses derart angeordneter Membranen, daß diese während des Betriebes von ihren Sefestigungseinrichtungen nicht abreißen können. Darüberhinaus soll der Aufbau der Befestigungsmittel für die Membranen gegenüber bekannten Einrichtungen vereinfacht werden.

Ströinungsmitteldruckservomotoren der vorgenannten Art ^ 3ind bereits bekannt geworden. So wird durch die UoA-co Patentschrift 3 103 855 eine Servomotoranordnung beschrieben, cn bei der die äußeren Randabschnitte von zwei biegbaren ° Membranen zwischen den gegenüberliegenden JSnden eines ^ Abstandeteiles und einem Plansch einer vorderen sowie einem radialen Vorsprung eines hinteren Grehäuseabsohnittes,

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COPY

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an dem zusätzlich ein Abstand sr.ing angeordnet ist, einge- '■ klemmt sind, wobei ein von dem eingeklemmten Randabschnitt ; der einen Membran entfernt liegender Innenabschnitt dieser

Membran mit Teilen des hinteren Gehäuseabschnittes zusammenwirken und eine Dichtungsflache bilden kann. Diese vorbekannte Membranfestlegung ist aufwendig und teuer und soll durch die vorliegende Erfindung vereinfacht und verbessert werden.

Ausgehend von einem Strömungsmitteldruckservomotor mit zwei strömungsmitteldruckbeaufschlagbaren Membranen, welche mittels eines Abstandskörpers voneinander getrennt und mit ihren Randabschnitten am Gehäuse, des Servomotors festgelegt sind, wobei der Randabschnitt der einen Membran gegen einen umlaufenden Plansch des einen Gehauseteiles und der Randabschnitt der anderen Membran unter Zwischenschaltung eines Abstandsringes gegen einen' Absatz des anderen Gehäuseteiles gedruckt werden, besteht die Lösung der gestellten Aufgabe erfindungsgemäß darin, daß der Abstandsring einen axial verlaufenden Rand aufweist, welcher im Bereich einer an dem Abstandskörper' angebrachten Schulter den Abstandskörper auf einem Teil seiner axialen Länge konzentrisch umschließt und den "Uandabschnitt einer Membran einklemmt, sowie gegenüber dem axial verlaufenden Rand _o abgewinkelt angeordnete und in gleichen Abständen über den

^ gesamten Umfang des Abstandsringes verteilte Federfinger,

^ die sich an dem einen Teil des Servomotorgehäuses abstützen '

so · ■" '

so und die Einspannung des Randabschnittes der anderen Membran H mit im wesentlichen konstanter Ahdrückkraft gewährleisten. . In weiterer und zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung

ORiQlNAL INSPECTED

können die Federfinger* gegenüber -dem axial verlaufenden Rand des Abstandsringes unter einem Winkel von 15 bis 45 ° geneigt verlaufen, so daß die am gegenüberliegenden Ende des Abstandskörpers eingeklemmte Membran infolge der Federwirkung dieser Federfinger mit einer im wesentlichen konstanten Andrückkraft gehalten wird.

Durch die Anordnung des mit federnden Fingern versehenen Abstandsringes, dessen axial verlaufender Rand den Randabschnitt der einen Membran umgreift, ist unabhängig von der genauen Maßhaltigkeit des Abstandskörpers zwischen den Il and ab schnitt en der beiden Membranen die sichere Einklemmung dieser Randabschnitte gewährleistet. Dabei können Maßungenauigkeiten des Abstandskörpers durch mehr oder weniger starkes Durchfedern der Federfinger ausgeglichen werden. Die von den. Federi'ingern ausgeübte Federkraft gewährleistet eine im wesentlichen konstante Druckbeaufschlagung des am gegenüberliegenden Ende des Abstandskörper eingeklemmten Randabschnittes der vorde'ren LIembran. Zusätzliche Befestigungsmittelwie bei der vorbekannten Einrichtung sind bei der erfindun^sgeiüLlßen Anordnung nicht erforderlich.

Im folgenden soll die Erfindung anhand einer in den beigefügten Zeichnungen veranschaulichten bevorzugten Ausführungs-

OD form nuher beschrieben werden, ohne jedoch auf dieses ο beschränkt

*<jo Ausführungsbeispiel/su sein.
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cr> ,

_o Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen otrümungsmitteldruck-

-» "servomotor im Querschnitt und

_i.c. · zeigt uen AIo stand sr in ^ mit den >ederf injern sur

BAD ORiGiNAL

Halterung der Membranen im Schnitt.

!ig. 1 zeigt einen Str.ömungsmitteldruckservomotor 10 mit einem Gehäuse, das aus einem vorderen Schalenabschnitt 12 und einem hinteren Schalenabschnitt 14 zusammengesetzt ist, die durch Ausrichtung von Kerben innerhalb des Ab-

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,' schnittes 12 mit den radial nach, innen gebogenen Abschnitten 16 des Schalenabschnittes 14 und Verdrehung der Schale 12 bis zur Verriegelung der Ansätze 18 hinter den nach innen gebogenen Abschnitten 16 miteinander verbunden werden.

Jedoch werden vor dem Zusammenbau des Gehäuses bewegliche-

; Wände 20 und 22 in den Schalenabschnitt 14 mittels eines

J ringförmigen Membranhalters 24' und eines mit einem verzahnten Rand 28 versehenen Abstandtialters 26 aus Kunststoff in die

ihnen zugeordnete Lage gebracht. Wie aus Figo 1 hervorgeht, ist der Abstandshalter zwischen einer vorderen Membran 42 und dem Membranhalter 24 eingesetzt, welche sich zwischen den radial nach außen verlaufenden Ansätzen 18 und einer Schulter 32 des hinteren ächalenabschnittes 14 erstrecken - und von diesen zusammengedrückt werden.

Der Membranhalter 24-ist mit einem axial verlaufenden j Körper versehen, der nach hinten in Richtung auf den G-ehäuse-

^ teil 14 verlaufende^ Vorsprünge 54 aufweist, zwischen denen

oo Kerben vorgesehen sind, um eine Anzahl in gleichen Abständen cn voneinander gehaltener Federfinger zu bilden. Der Körper der ° Halterung 24 ist außerdem mit einem Rand gegenüber uen in ^ 'Richtung, auf den G-ehäuseteil 14 nach hinten verlaufenden

Vorsprüngen 34 versehen, die gegen eine abgestufte Schulter.

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■ 36 des * Abstandshalters 26 anstoßen und eine rückwärtige Membran 38 überlagern soll, die einen auf dem Umfang verdicktenj

Abschnitt aufweist, in dem eine Hut zur Aufnahme einer Jiippe 40 des Abstandshalters 26 gebildet ist, wobei ein vorderer

..-■""■ Rand der radial verdickten Abschnitte an dem unteren Ende der · abgestuften Schulter.36 anliegt und durch die Membranhalterung 24 in Richtung auf die Lippe 40 zusammengedrückt "wird. Eine solche Zusammendrückung kann leicht durchgeführt werden, indem im Bereich des vorderen.Randes auf dem verdickten Abschnitt unmittelbar unter .der Halterung 24 ein

radial ausgebuchteter Vorsprung angeordnet wird, der durch j eine Gleitbewegung der Halterung 24 über diesen ausge-

- . er buöhteten Abschnitt hinweg zusammengedrückt wird, bis/an der abgestuften Schulter 36 des Abstandshalters anliegt. In dieser Stellung führt bei einer Axialbelastung eines Abschnittes eine gerade Kraftwirkungslinie durch die Halterung, den Abstandshalter und den vorderen Membranwulst zu dem ~ anderen Abschnitt.

Sowohl die hintere Membran 38 als auch die vordere Membran 42, die beide je einen auf dem Umfang verdickten Wulst 30 aufweisen, sind mit mittleren Öffnungen und diese öffnungen umschließenden Vifülsten 44 bzw. 43 versehen, die im nicht . aufgezogenen Zustand einen etwas kleineren Durchmesser als die

to ITute-n 48 und 46 in den beweglichen Wänden 20 bzw. 22 haben,

co * .

k> wodurch beim Einsetzen ein peat.-sita zwischen den Öffnungen

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"^ und Hüten gebildet und der Servomotor "in mehrere Kammern ^ 50, 52 aufgeteilt wird. Eine sich von dem Abstandshalter 26

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nach innen erstreckende geneigte Trennwand 54 unterteilt den Servomotor ferner in die Kammern 56 und 58 zwischen den be-

; BAD ⁶

weglichen Wänden 20 und 22. :

Die beweglichen Wände 20 und 22 können aus Kunststoff oder auch Hartgummi bestehen und mittels eines,einfachen Schraubgewindes -60 miteinander verbunden sein, so daß sie sich zusammen in dem Servomotor 10 bewegen können. Die Y/and 20 ist mit einer Axialöffnung oder einem Strömungsmittelweg 62 versehen, der zu der Kammer 50 führt und mittels eines sich radial durch den den Kanal 62 umschließenden Portsatz ' hindureherstreckenden Kanals 64 mit der Kammer 56 hinter der Trennwand 54 verbunden. In dem axialen Kanal 62 ist eine Kraftübertragungsstange 66 angeordnet, die mit einer Reaktionsplatte 68 versehen ist, die wiederum so angeordnet ist, daß sie eine Reaktionsscheibe 70 gegen eine Schulter 72 im Bereich des mit Grewinde versehenen Endes des den Kanal 62 umschließenden rohrförmigen Portsatzes drückt. Die Schulter 72 ist mit einer mittleren Öffnung 74 versehen, in die die Scheibe 70 durch eine auf die Stange 66 ausgeübte

Kraft hineingedrückt werden kann, um der Bewegung der Wände 20 und 22 entgegenzuwirken. Die öffnung 74 ist so bemessen, daß eine zu'der von der Stange 66 ausgeübten Kraft proportionale Kraft auf die Ventilbetätigungssteuerstange 76 ausgeübt wird, und zwar über den Ventilkolben 78» dessen eines Ende 80 in der öffnung 74 axial verschieblich geführt

iß ist. Der Ventilkolben 78 und demit das Ende 80 desselben ο

ßj. wird von einer Rückholfeder 82 bee„ufschlagt, die sich ^ zwischen dem rohrförmigen Portsatz der Y/and 20 und einem ο radialen Plansch 84 des Kolbens 78 sowie einer radial vor-"-* springenden Schulter 86 der beweglichen wand 22 erstreckt.

= ' Hierdurch ist das Ende 80 des Kolbens normalerweise von der

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BAD ORIGINAL

. " I Reaktionsscheibe 70 auf Abstand gehalten. Hinter dem Ventil-

kolben 78 und innerhalb des rohrförmigen Abschnittes 88 der beweglichen Wand 22, der sich von dem Abschnitt 14 des Servomotors 10 nach hinten erstreckt, ist ein verformbarer Kolben 90 angeordnet, der durch eine Dichtungsscheibe 92 in Anlage gegen den rohrförmigen Abschnitt 88 gehalten ist, wobei diese Dichtungsscheibe so angeordnet ist, daß sie den äußeren verdickten Abschnitt 94 des biegsamen Stößels 90 in Richtung auf den rohrförmigen Abschnitt 88 beaufschlagt. Außerdem ist der verformbare Kolben 90 mit einer ringförmigen Zwischenlegscheibe 96 unmittelbar hinter einer Vorderseite des Stößels 90 versehen, die von einer !Feder 98 beaufschlagt ist. Diese Feder erstreckt sich zwischen einem Plansch der Steuerstange 76 und der Zwischenlegscheibe 96. Die oben beschriebene Ventilanordnung bildet keinen Teil dieser Erfindung.

Zwischen dem den Kanal 62 der beweglichen Wand 20 umgebenden rohrförmigen Abschnitt und der Zwischenwand 54 bzw. dem rohrförmigen Abschnitt 88 und dem hinteren G-ehäuseabschnitt 14 sind Ringdichtungen 102, 104 zur Abdichtung und Lagerung angeordnet. Die Schubstange 66 ist zur Ausführung · einer Hin- und Herbewegung in dem vorderen Abschnitt 12 des .jervomo-torgehäuses gelagert und durch eine Dichtung 106 abge-

^ dichtet. Außerdem werden die beweglichen Wände 20 und '22

to so beaufschlagt, daß sie einen ausgebuchteten Abschnitt 108

^ auf der Rückseite der Membran 38 gegen einen radial nach ο innen gerichteten Abschnitt der hinteren G-ehäuseschale 14

—*■ sur Anlage zu bringen, und zwar durch eine konische Feder

innerhalb der Kammer 50, so daß bei Auslösung der Steuerstange

- 8 BAD ORIGINAL

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76 die Peeler 110 die beweglichen Wände in die in Pig. 1 gezeigte .rückwärtige Ruhelage zurückführt..

Durch die oben beschriebene Ausführung eines Servomotors ist die der Erfindung zugrundegelegte Aufgabe gelöste Insbesondere wurde ein Mittel zur Anordnung wenigstens zweier Membranen in einem Strömungsmitteldruckservomotor geschaffen, wo eine konstante Drucklast nur auf eine der Membranen aufrechterhalten wird und die andere ohne Ausübung axial gerichteter Druckkräfte darauf in eine Wirkstellung gebracht-wird. Außerdem nimmt die Membranhalterung nach der Erfindung einen Teil der Drucklasten auf, wodurch bei der

Herstellung der Servoeinrichtungen beträchtliche Toleranzen zugelassen werden können.

Außerdem gestattet die "Verwendung auf Abstand gehaltener Pinger eine Durchbiegung derselben, ohne das Uinfangsprofil des Körpers zu verformen, so daß auch dünnwandiges Material verwendet werden kann. Vorzugsweise sind die federnden Pinger 34 gegenüber dem axial verlaufenden Rand des Abstandsringes oder Menibr anhält er s 24 unter einem Winkel von 15 bis 45 ° geneigt, so daij sie sich federnd weiter verforaien künnen, wobei die infolge einer solchen Verformung ausgeloste !federkraft zur .Beaufschlagung der am gegenüberliegenden Ende des Abstandskörper3 eingespannten Membran dient.

^ Schließlich haben sich durch die Verwendung des Haltern üls ο

^ äußere Klemme verschiedene andere nennenswerte /orteile ergeben. Im einzelnen wurde festgestellt, daß eine solcüe iilemme in einem Servomotor eine längere Lebensdauer der

BAD ORSGfNAL - 9 -

Membranen gewährleistet 'als "bei herkömmlichen Ausführungen, da "bei der erfindungsgeinäßen Anordnung der Wulst im

wesentlichen keinerBiegebeanspruchung unterliegt. Derartige · 3iegebeanspruehungen haben sich für intermittierenden

Belastungen ausgesetzte Seile als äußerst ungünstig erwiesen. Außerdem gewahrleistet die Konstruktion nach der Erfindung einen einfacheren Einbau der inneren iülemente. eines Servomotors, als bisher für möglich gehalten wurde. Darüberhinaus besteht die Anordnung nur aus wenigen Teilen.

selbstverständlich können im Rahmen der vorliegenden iriindung vielfältige Abwandlungen vorgenommen werden.

909825/09 13 Bä&-

Claims

PiTSNTANWALI HAM B 0HG 8β · NEUBR WALL 41 · PSHNRCTF 3β 74 28 PND 3β 41 IS

THE BElTOIX CORPORATION

Fisher Building

Detroit, Michigan (USA) 3. Dezember 1965

Patentansprüche

. Strümungsmitteldruckaervoniotor mit zwei strömungsmitteldruckbeaufschlagbaren iuembranen, welche mittels eines Abstandskörpers von-einander getrennt und mit ihren Randabschnitten am Gehäuse festgelegt sind, wobei der Randabschnitt der einen Membran gegen einen umlaufenden Flansch des einen Gehäuseteiles und der Randabschnitt der anderen Membran unter Zwischenschaltung eines Abstandsringes gegen einen Absatz des anderen Gehäuseteiles gedruckt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandsring (24·) einen axial verlaufenden liand aufweist, welcher im Bereich der schulter (56) den Abstandskörper (26) auf einem Teil seiner axialen länge konzentrisch umschließt und den Hand ab schnitt der .tie nib ran (38) einklemmt, sowie gegenüber dem axial verlaufenden Rand abgewinkelt angeordnete und in gleichen Abstunden über den gesamten Umfang verteilte i'-ederfinger (34), die

*· sich am Gehäuseteil (H) abstützen und die üJinspamiun;"; ο .

^ des Randabschnittes der am gegenüberliegenden uJnde des cn Abstandskörper^ angeordneten iiembran mit im wesentlichen konstanter Andrücklcraft gewtlhrleisten.
2. btrömungsmitteldruckservomoto,· nach Anspruch 1, dadurch

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gekennzeichnet,■ äai3 die i'ederfinger (34) gegenüber dem axial verlaufenden Hand des Abstandsringes (24) unter einem Winkel von 15 "bis 45 nach innen geneigt sind.

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