DE1576060A1

DE1576060A1 - Stroemungsmitteldruckservomotor

Info

Publication number: DE1576060A1
Application number: DE19651576060
Authority: DE
Inventors: Kytta Oswald Oscar
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1964-12-07
Filing date: 1965-12-04
Publication date: 1969-08-21
Also published as: ES320420A1; DE1576060C3; DE1576059C3; DE1576059B2; GB1056020A; DE1576059A1; DE1576060B2; FR1459486A

Description

Detroit, Michigan (USA) 3. Dezember 1965

Strömungsmitteldruckservoaotor

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strömungsmitteldruck-Bervomotor, insbesondere auf eine neuartige Konstruktion mehrerer beweglicher Wände innerhalb des Servomotors mit neuartigen Mitteln zur Betätigung eines in einer der beweglichen Wände angeordneten Steuerventils.

Derartige Strömungsmitteldrucketrvomotoren sind bereits bekannt geworden. So wird durch die USA-Patentschrift 5 096 689 eine Servomotoranordnung beschrieben, bei der zwei bewegbare Wände an einem gemeinsamen rohrförmigen Seil befestigt sind. Die eine bewegbare Wand ist dabei an dem einen Ende des rohrförmigen Teiles in einer Aufnahmenut mittels einer Verschraubung gehalten, wägend im Abstand davon am anderen Ende die andere bewegbar« Wand mittels eines durch Nieten, Bolzen oder dergleichen festgelegten lagerflanscheβ angeordnet ist. Innerhalb ainer an die eine bewegbare Wand angeschlossenen Hülse isO eine Reaktionsscheibe angeordnet, welche über geeignete Zwischenglieder ein gleichfalls in dem rohrförmigen Teil angeordnetes Steuerventil betätigt. Bei dieser bekannten Einrichtung ist die Ausbildung des rohrförmigen Mitte-lteilei sowie die Verbindung der bewegbaren Wände mit diesem

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Mittelteil kompliziert und kostspielig. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung einer verbesserten und in Aufbau vereinfachten Servomotoreinheit.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe geht die Erfindung daher von einem Strömungsmitteldruokservomotor mit zwei bewegbaren Wänden, welche mittels eines rohrförmigen Mittelteiles zu einer baulichen Einheit vereinigt und wenigstens im Bereich ihrer radialen Außenabschnitte mit in axialem Abstand voneinander an dem Servomotorgehäuse festgelegten Membranen verbunden sind, aus und besteht erfindungsgemäß darin, daß der sich zwischen den bewegbaren Wänden erstreckende Hülsenteil mit der einen Wand aus einem Stück besteht und mit dem von dieser Wand entfernten Ende mittels eines Schraubgewindes im Bereich einer einen Ventilbetäti/nmgskörper aufnehmenden Bohrung mit der anderen Wand verbunden ist, und daß innerhalb des Hülsenteiles eine radial verlaufende Schulter, an der eine Beaktionascheibe anliegt, angeordnet ist, und daß sich eine Durchgangsbohrung durch die Schulter hindurcherstreckt, in die ein Endabschnitt des im Bereich der vorgenannten Bohrung im Mittelabschnitt der zweiten Wand axial verschieblich gelagerten Vanti1-betätigungskörpers bis in die Kähe der Reaktionsscheibe hineinragt. In zweckmäßiger und weiterer Ausgestaltung

der Erfindung kann der Hülsenteil einen hülsenförmigen Abschnitt aufweisen, der sich im Bereich der Bohrung im Mittelabschnitt der zweiten Wand über die Schulter, an der die Ie akt ions scheibe anliegt, hinauserstreckt us Λ ül3 Axialbewegung des Yentilbetätigungskörpers begreif f.

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Durch, dieae Anordnung wird die vorbekannte aufwendige Verbindung der Zwischenwände mit den hülsenförmigen Mittelteil mittels einer Aufnahmenut mit Verschraubung sowie angenieteten Aufnahmeflanschen rermleden. Vielmehr wird der gesamte Aufbau des Servomotors und die Zusammenfügung der Zwischenwände zu einer baulichen Einheit wesentlich vereinfacht, wobei insbesondere die Verringerung der Einzelteile zu beachten ist. Sarüberhinaus gewährleistet die Anordnung des mit dem Ventilbetätigungskörper zusammenwirkenden hülsenförmigen Voraprungeβ an der Stirnseite des Hülsenteiles die Möglichkeit zur unmittelbaren mechanischen Kraftübertragung vom Ventilbetätigungekörper auf die Zwischenwände bzw. eine von diesen betätigbare Kraftübertragungestange.

Im folgenden soll die Erfindung anhand einer in den beigefügten Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsform näher beschrieben werden, jedoch ohne auf diese besondere Ausführungeform beschränkt zu sein·

Pig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den Strömungsmitteldruckservofflotor nach der Erfindung, und

Tig. 2 zeigt im Ausschnitt eine vergrößerte Seildarstellung der in dem in Tig. 1 veranschaulichten Servomotor angeordneten Steuerventileinheit.

Der in Tig. 1 dargestellte Strömungsmitteldruckservomotor 10

enthält ein aus einem vorderen SchalenabBChnitt 12 und einem hinteren Schalenabschnitt H zusammengesetztes Gehäuse.

Sie Gehäuseabechnitte können mittels der in dem Abschnitt 12

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gebildeten Kerben und der radial nach innen gebogenen Abschnitte 16 des Schalenabschnittes 14 durch Verdrehen der Schale 12 bis zur Verriegelung der Ansätze 18 hinter dem nach innen gebogenen Abschnitt 16 ausgerichtet und miteinander verbunden werden.

Jedoch werden vor dem Zusammenbau des Gehäuses durch eine ringförmige Membranhalterung 24 und einen Mit einem verzahnten Hand 26 versehene Abstandshalter 26 bewegliche

Wände 26 und 22 aus Kunststoff in den Abschnitt 14 des Gehäuses in Stellung gebraoht. Wie Fig. 1 entnommen werden kann, ist der Abstandshalter 26 zwischen einer

vorderen Membran 30 und des Membranhalter 24 angeordnet, welche sich zwisohen den radial nach außen verlaufenden Ansätzen 18 und einer Schulter 32 des vorderen Schalenabschnitte β 12 bzw. des hinteren Sohalenabschnittes 14 erstrecken und von diesen zusammengedrückt werden.

Sie Membranhalterung 24 ist mit einem axial verlaufenden Körper ausgebildet, der nach hinten verlaufende Vorspränge 34 aufweist, zwischen denen Kerben vorgesehen sind, um eine Anzahl zusammenhängender und im Abstand voneinander angeordneter Federfinger zu bilden. Der Körper der Halterung 24 ist außerdem mit einem Rand gegenüber den nach hinten verlaufenden VorsprUngen 34 versehen, die gegen eine abgestufte Schulter 36 des Abstandehalterβ 26 anstoßen und den äußeren Rand einer hinteren Membran 38 überlagern. Die Membran weist einen verdickten Umfangsabschnitt mit einer darin gebildeten Nut zur Aufnahme einer Lippe 40 des

Abstandshalters 26 auf, wobei ein vorderer Rand der radial

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verdickten Abschnitte gegen das untere Ende der abgestuften Schulter 36 anliegt und durch den Membranhalter 24 auf der Lippe 40 zusammengedrückt wird. Ein solches Zusammendrücken kann leicht durch einen ausgebuchteten radialen Vorsprung im Bereich des vorderen Randes auf dem verdickten Abschnitt unmittelbar unter der Halterung 24 erreicht werden, der durch den über diesen ausgebuchteten Abschnitt hinweggleitenden Halter 24 zusammengedrückt wird, bis er an der abgestuften Schulter 36 des Abstandshalters anliegt.

Sowohl die vordere Membran 30 als auch die hintere Membran 38, die beide je einen verdickten Umfangswulst 41 aufweisen,

sind auch mit mittleren öffnungen und Wülsten 44 bzw. 42 versehen, die sich um die öffnungen herumerstrecken und im nicht aufgezogenen Zustand einen kleineren Durchmesser als die Nuten 48, 46 in den beweglichen Wänden 20 bzw, 22 haben, wodurch beim Einsetzen der Nuten in die Membranöffnungen ein Festsitz gebildet und der Servomotor in mehrere Kammern (Kammern 50, 52) aufgeteilt wird. Eine sich von dem Abstandshalter 26 nach innen erstreckende geneigte Trennwand 54 unterteilt den Servomotor weiter in Kammern 56 und 58 zwischen den beweglichen Wänden 20 und 22·

Die beweglichen Wände 20 und 22 können aus Kunststoff, z. B. auch aus Hartgummi bestehen und mittels eines einfachen Schraubgewindes 60 verbunden sein, so daß sie sich innerhalb des Servomotors 10 zusammen bewegen können. Die Wand 20 ist mit einem einen Ströaungsmitteldurchgang 62 bildenden axialen Fortsatz versehen, wobei der Kanal 62 in die Kammer 50 einmündet und auch mittels eines radialen

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Kanals 64 mit der Kammer 56 zwischen der Trennwand 54 und

der rückwärtigen Wand 22 in Verbindung befindete In dem axialen Kanal 62 ist eine mit einer Reaktionsplatte 66 versehene Kraftübertragungsstange 66 vorgesehen. Die Reaktionsplatte 68 ist so angeordnet, daß sie eine Reaktionsscheibe 70 gegen eine Schulter 72 im Bereich des mit Gewinde versehenen Endes des den Kanal 62 umschließenden rohrförmigen Fortsatzes drückt. Die Schulter 72 weist eine mittlere öffnung 74 auf, in welche die Scheibe 70 durch die auf die Stange 66 ausgeübte Kraft hineingedrückt wird_r um der Bewegung der Wände 20 und 22 entgegenzuwirken. Die öffnung 74 is so bemessen, daß eine zu der auf die Stange 66 wirkenden Kraft proportionale Kraft für die Ventilbetätigungssteuerstange 76 mittels eines Ventilkolbens 78 ausgeübt wird. Das Ende 80 des Ventilkolbens ist dabei in der öffnung 74 gleitend geführt, und der Ventilkolben 78 ist von einer Rückholfeder 82 beaufschlagt, die sich zwischen dem rohrförmigen Vorsprung der Wand 22 und einem radialen Flansch 84 des Ventilkolbens 78 abstützt, wobei der Flansch 84 an einer Schulter 86 der beweglichen Wand 22 anliegt. Hierdurch ist das Ende 80 des Ventilkolbens normalerweise im Abstand von der Reaktionsscheibe 70 gehalten. Hinter dem Ventilkolben 78 und innerhalb des rohrförmigen Abschnittes 88 der beweglichen Wand 22, die sich zum Abschnitt 14 des Servomotors 10 radial nach außen erstreckt,

ist ein biegsamer Stößel 90 angeordnet, der durch eine Dichtungsscheibe 92 an dem rohrförmigen Abschnitt gehalten ist. Dabei ist die Dichtungsscheibe 92 so angeordnet, daß sie den äußeren verdickten Abschnitt 94 des biegsamen Stößels umfaßt und gegen den rohrförmigen Abschnitt 88 drückt. Außerdem ist der biegsame Stößel 90 mit einer ringförmigen Unterleg-

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ORlS)NAL !

scheibe 96 unmittelbar hinter einer Vorderseite des Stößels 90 versehen, die von einer Feder 98 beaufschlagt ist. Die Feder 98 erstreckt sich zwischen einem Flansch 100 der Steuerstange 76 und der Unterlegscheibe 96.

Zwischen dem den Kanal 62 der beweglichen Wand 20 umgebenden rohrförmigen Abschnitt und der Wand 54 bzw. dem rohrförmigen Abschnitt 88 und dem hinteren Gehäuseabschnitt U sind Ringdichtungen 102 und 104 angeordnet· Die Schubstange 66 ist gleichfalls mittels einer nicht dargestellten Dichtung 106 in dem vorderen Abschnitt 12 des Servomotorgehäuses gelagert und abgedichtet· Außerdem sind die beweglichen Wände 20 und 22 durch eine konische Feder 110 innerhalb der Kammer 50 so beaufschlagt, daß sie einen auegebuchteten Abschnitt 108 auf der Rückseite der Membran 38 gegen einen radialen inneren Abschnitt der hinteren Schale 14 drucken, so daß bei Freigabe der Steueretange 76 die Feder 110 die beweglichen Wände in ire in Fig. 1 gezeigte rückwärtige Ruhestellung zurückführt.

Im Betrieb wird durch ein Rückschlagventil 112 in dem vorderen Abschnitt 12 des Servomotorgehäuses ein Vakuum von dem Ansaugstutzen des Fahrzeugmotors an die Kammer 50 herangeführt und durch die Kanäle 62, 64 zu der Kammer 56 geleitet, von wo es durch einen schräg verlaufenden Kanal 114 in der beweglichen Wand 22 zum Ventilhohlraum 116, welche die Außenseite des biegsamen Stößels 90 im wesentlichen konzentrisch umschließt, geleitet wird. Nach der Darstellung in der Fig. 1 stößt der Kolben 78 in der ausgelösten Stellung gegen die Vorderseite des biegsamen Stößels 90 an und hält den biegsamen Stößel von dem auf der Rückseite der Schulter 86 der beweglichen Wand 22

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gebildeten Sitz 122 fern, so daß das in dem Kanal 114 erzeugte Vakuum in dieser Ventilstellung um den Ventilkolben und den Stößel herum zu einem radialen Kanal 124 geführt wird, der von dem beweglichen Ventilkörper zur Kammer 52 des Servomotors 10 führt. Das hierdurch in der Kammer 52 vorhandene Vakuum gelangt dann um die ausgebuchteten Anschläge 108 auf den Membranen 38 herum durch die Schlitze in der Membranhalterung zu einem Raum 126 und um den Abstandshalter 26 herum von dort durch einen radialen Kanal 128 in die Kammer 58. Wenn zum Zwecke der Bedienung des Servomotors 10 auf die Steueretange eine Kraft ausgeübt wird, bewegt sich der Kolben 78 nach vorn, so daß sein vorderes Ende 80 an der Scheibe 70 und der biegsame Stößel 90 auf dem Ventilsitz 122 zur Anlage kommen, wodurch der Kolben 78 von der Vorderseite des Stößels 90 abhebt, so daß die durch die Filtereinsätze 130 einströmende Luft von atmosphärischem Druck in den radialen Kanal 124 zur Kammer 52 und durch die Kanäle 126 und 128 in die Kammer 58 eintritt. Hierdurch werden die beweglichen Wände 20 und 22 mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt, so daß eine Druckdifferenz wirkt, welche gegen die Wirkung der Feder 110 zu einer Verschiebung der Wände 20, 22 in Richtung auf den vorderen Gehäuseteil 12 führt, wodurch eine Hubbewegung der Kraftübertragungsstange 66 in gleicher Richtung erfolgt.

Falls auf das Rückschlagventil 112 kein Vakuum übertragen wird, tritt nach Zurücklegung einer gewissen Bewegung eine mechanische Verbindung zwischen dem radialen Flansch 84 und einem ringförmigen Überwurf 132 ein, so daß eine direkte Kraftübertragung von der Stange 76 auf die Wände 20 und 22 erfolgt, wodurch diese bewegt werden und die Kraftübertragungs-

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stange 66 zur Ausführung einer Hubbewegung mitführen.

Ss sei darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung im

Bahnen der Srfindungslehre in verschiedenartigster Weise abgewandelt and den jeweiligen Bedürfnissen angepaßt werden kann·

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Claims

PAT BNTAN WALT HAlIBUBQ 30 ■ NKUIR Will 41 · FKHNHUF 36 74 28 U N D 38 41 19

THE BENDIX CORPORATION

Planer Building

Detroit, Michigan (USA) 3- Dezember 1965

Patentansprüche

Strömungsmitteldruckservomotor mit zwei bewegbaren Wänden, welche mittels eines rohrförmigen Hittelteiles zu einer baulichen Einheit vereinigt und wenigstens im Bereich ihrer radialen Außenabschnitte mit in axialem Abstand voneinander an dem Servomotorgehäuse festgelegten Membranen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der sich zwischen den bewegbaren Wänden (20, 22) erstreckende Hülsenteil (62) mit der einen Wand (20) aus einem Stück besteht und mit dem von dieser Wand entfernten Ende mittels eines Schraubgewindes im Bereich einer einen Yentilbetätigungskörper (78) aufnehmenden Bohrung (60) mit der anderen Wand (22) verbunden ist, und daß innerhalb des Hülsenteiles (62) eine radial verlaufende Schulter (72), an der eine Reaktionsscheibe (70) anliegt, angeordnet ist, und daß sich eine Durchgangsbohrung (74) durch die Schulter hindurcherstreckt, in die der Endabschnitt (80) des im Bereich der Bohrung (60) der zweiten Wand (22) axial verschieblich gelagerten Tentilbetätigungskörpers (78) bis in die Nähe der Reaktionsscheibe hineinragt.
2. Strömungsmitteldruckservomotor nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß der Hülsenteil (62) einen hülsenförmigen

Abschnitt (132) aufweist, der sioh im Bereich der Bohrung (60) in der zweiten Wand (22) über die Schulter (70) hinauserstreckt und die Axialbewegung des Ventilbetätigungskörpers (78) begrenzt.

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