DE2907680A1

DE2907680A1 - Vorrichtung zur servosteuerung eines hydraulischen gebers

Info

Publication number: DE2907680A1
Application number: DE19792907680
Authority: DE
Inventors: Daniel Valentin
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1978-02-27
Filing date: 1979-02-27
Publication date: 1979-08-30
Also published as: IT1165620B; FR2418360A1; ES476604A1; FR2418360B1; GB2015104A; IT7967210A0; JPS54120137A; GB2015104B; US4223533A

Description

REGIE NATIONALE DES USINES RENAULT Boulogne Billancourt Frankreich

Vorrichtung zur Servosteuerung eines hydraulischen Gebers

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Servosteuerung eines hydraulischen Gebers für Fahrzeugbremsen oder -kupplungen mittels einer Hilfsdruckkraft, die die vom Fahrer des Fahrzeugs ausgeübte Steuerkraft herabsetzt.

Die Erfindung betrifft im einzelnen eine hydraulische Steuervorrichtung, die die Durchsatzmenge eines von einer Pumpe stammenden Druckmittels verwendet.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer hydraulischen Steuervorrichtung, die die Durchsatzmenge von Druckmittel

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einer Hilfspumpe benutzt, etwa einer Speisepumpe für den Steuerkreis einer Lenkvorrichtung, Bremsvorrichtung oder Federvorrichtung, die die vom Fahrer ausgeübte Steuerkraft unter Erhaltung der richtigen Wahrnehmung der Aus- und Einkuppelfolge herabsetzt.

Aufgabe der Erfindung ist auch die Schaffung einer hydraulischen Steuervorrichtung, deren auf ein Bestandteil beschränkte Abmessungseigenschaften eine Beschränkung der Steuerkraft und eine Herabsetzung des Hubs des Steuerpedals ermöglichen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer, hydraulischen Steuervorrichtung, die so bemessen ist, dass eine vorgegebene Veränderung der am Steuerpedal ausgeübten Steuerkraft in Abhängigkeit vom Hub des Steuerpedals erzielt wird.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer hydraulischen Steuervorrichtung, die eine Vergrösserung des Hubs eines Auskuppelanschlags und/oder eine Verbesserung der Progressivität der Kupplung ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung betrifft im einzelnen eine Vorrichtung zur Steuerung eines Geberzylinders, insbesondere für die Servosteuerung einer Reibungskupplung, mit einem Hauptzylinder einschliesslich eines verschliessbaren Kolbens, der den Nehmerzylinder mit der Druckmittelquelle in Beziehung setzen kann.

Der Geberzylinder hat erfindungsgemäss eine mit dem Nehmerzylinder verbundene Bohrung und einen in der Bohrung bewegbaren und einen Steuerquerschnitt aufweisenden Steuerkolben,

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der auf die Druckmitteldurchsatzmenge zwischen der Druckmittelquelle und einer Auslassöffnung des Geberzylinders einwirkt .

Diese Vorrichtung kann anstelle eines herkömmlichen Hauptzylinders einer hydraulischen Brems- oder Kupplungssteuerung ohne vorherige Abänderung der Fahrzeugauslegung angebracht werden.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben- Darin zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt des Servozylinders;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Auskuppelsteuerung unter Verwendung des in Fig. 1 gezeigten " Servozylinders ;

Gemäss Fig. 1 hat ein Zylinder ein Gehäuse, das aus zwei Teilen 1, 2 besteht, die in einer eine Abdichtungsfläche bildenden Verbindungsebene miteinander verbunden sind.

Der Hauptteil 1 des Zylinders hat eine Bohrung 3 für einen Hauptkolben 4 mit einem Querschnitt S^. Der Hauptkolben 4-ist unter der Wirkung einer Druckstange 5 mit einem Querschnitt S₂ in der Bohrung axial verschiebbar. Die Druckstange 5 ist mit einem von einer Betätigungsstange 7 betätigten Führungskolben 6 fest verbunden. Die Betätigungsstange 7 ist an einem das Auskuppeln steuernden Pedal 8 angelenkt, vgl. Fig. 2. Der Führungskolben 6 und die Druckstange 5 sind in einer Bohrung 9 des Teils 2 des Zylinders geführt.

Erfindungsgemäss enthält der Hauptteil 1 des Zylinders eine weitere Bohrung 10 und einen in dieser bewegbaren Steuerkolben 11 mit einem Querschnitt S^.

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Die Bohrungen 3 und 10 sind über einen Einlasskanal 12 miteinander verbunden, während eine Auslassöffnung 13 über eine äussere Druckmittelleitung 14· mit einem Vorratsbehälter verbunden ist.

Eine Druckmittel quelle mit geregelter Durchsatzmenge, etwa einer Pumpe 16, fördert in eine Leitung 18, die an eine in das Teil 2 des Zylinders eingearbeitete Einlassöffnung angeschlossen ist.

Die Verbindung zwischen der Druckmittelquelle 16 und der Rückleitung zum Vorratsbehälter 15 erfolgt somit gemäss i'ig. 1 über die Einlassöffnung 18, den Einlasskanal 12, eine von einem Kopf 20 des Steuerkolbens 11 getragene Drosselstelle 19, eine am Ende der Bohrung 10 befindliche Kammer 21, einen Kanal 22, dessen Enden jeweils in die Kammer 21 und die Auslassöffnung 13 münden, und über die Leitung 14·-

Gemäss einer Besonderheit der Vorrichtung ist die Kammer durch eine Anbaufläche der Teile 1 und 2 begrenzt und hat ihre grösste Öffnung auf der Anbaufläche des Teils 2.

Dagegen wird die Drosselstelle 19 gebildet durch den Abstand zwischen der vom Kopf 20 getragenen Drosselfläche ß^ für den Druckmitteldurchsatz und die Anbaufläche des Teils 2.

Ein Auschiiitt 23 an der Anbaufläche des Teils 2 verbindet den Kanal 12 mit der Bohrung 3 des Hauptkolbens 4- mit dem Ziel einer Druckmittelverbindung zwischen der Einlassöffnung 18 und der Auslassöffnung 13, wenn der Kolben 4- am durch die Anbaufläche des Teils 2 gebildeten Grund der Bohrung 3 anliegt. Diese Stellung entspricht derjenigen, die sich aus der Rückholung der Betätigungsstange nach rechts (Pedal 8 im Ruhezustand) und durch die Rückstellung der Druckstange in die Bohrung ergibt. Hierzu stützt sich eine geringfügig

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vorgespannte Feder am Grund der Bohrung 3 und am Kolben 4-ab.

Eine axiale Durchgangsbohrung 25 verbindet die beiden Seiten des Kolbens 4- und mündet mit einem Ende am Sitz eines vom freien Ende der Druckstange 5 getragenen Verschlussglieds 26. Schliesslich verbindet ein Kanal 12' die Auslassöffnung 13 mit der Steuerkammer C des Kolbens 6.

Das andere Ende der Durchgangsbohrung 25 mündet in die die Rückholfeder 24 enthaltende Kammer 27· In diese Kammer münden die Verbindungsöffnung 28 und ein Verbindungskanal 291 der die Bohrung 10 mit der Kammer 27 verbindet.

Die Verbindungsöffnung 28 speist über eine äussere Leitung 30 einen Nehmerzylinder 31 zur Steuerung des Auskuppeins. Ein Kolben 32 des Nehmerzylinders 31 ist über ein Gestänge mit einem Steuerhebel 33 eines üblichen Kupplungsdruckkugellagers 34- einer nicht gezeigten Kupplungsvorrichtung verbunden.Selbstverständlich enthält die Servopumpe oder Druckmittel quelle 16 eine bekannte und nicht gezeigte Vorrichtung zur Regelung des Drucks und/oder der Durchsatzraenge.

Gemäss einer besonderen Anordnung der Erfindung kann der hydraulische Druckkreis einen Verbraucher 35 enthalten, der zwischen der Druckmittel quelle 16 und dem Geberzylinder 1, 2 in der Leitung 17 in Reihe geschaltet ist. Der Verbraucher 35 kann eine an einem Kraftfahrzeug verwendete hydraulische Vorrichtung sein, etwa eine Servolenkung, eine hydraulische Federung, eine Korrekturvorrichtung für die Fahrlage usw. sein, deren Funktion mit der den Gegenstand der Erfindung bildenden Vorrichtung im Einklang steht.

Eine derartige Vorrichtung arbeitet in folgender Weise:

Während des Auskuppeins verschiebt die Wirkung des Pedals

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an der Betätigungsstange 7 den Kolben 6 und die Druckstange 5 in Fig. 1 nach links. Das Verschlussglied 26 verschliesst die Durchgangsbohrung 25, wobei der Kolben 4 nach links gedrückt wird. Der Druck im Kanal 29 nimmt zu, wobei die Druckzunahme am Querschnitt S^ des Steuerkolbens 11 diesen nach rechts verschiebt. Die Drosselstelle 19 wird kleiner und ermöglicht eine Drosselung der vom Kanal 12 zugeführten Durchsatzmenge an Druckmittel. Folglich nimmt der hydraulische Druck im Kanal 12 zu, wobei dieser Druck PA wirkt: einerseits auf den Steuerquerschnitt S^ des Kolbens 11 entgegengesetzt zum Steuerdruck PE des iiehmerzylinders 31? der auf den Querschnitt S₃. desselben Kolbens 11 wirkt, und andererseits auf die zum Verschlussglied 26 gewandte Vorderseite des Hauptkolbens 4 mit dem Querschnitt S₁-S₂.

Die Gleichgewichtsbedingungen für die Kolben 4 und 11 lauten

F - PE χ S₁ + PA (S₁ - S₂) = O PE χ S₅ - PA χ S^ = O ,

wenn F die von der Betätigungsstange 7 übertragene Schubkraft ist,bei Vernachlässigung der Kraft der Feder 24.

Die vom Pedal an der Betätigungsstange 5 zu überwindende Kraft ist durch folgende Beziehung gegeben:

F = PE χ S₁ - PE ^ (S₁ - S₂), wobei F = PE χ Κ und K eine Konstante ist.

Durch Verminderung des Steuerquerschnitts S^ kann die Kraft F an der Druckstange 5 (folglich die Kraft am Pedal 8) herabgesetzt werden. Dies von besonderem Interesse, da dieselbe Vorrichtung leicht an verschiedene Steuersysteme angepasst werdeb kann. Es genügt lediglich eine Einstellung der Abmessungen des Kopfs des Steuerkolbens, wenn es nicht ge-

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wünscht ist, die Steuerkraft F für das Auskuppeln trotz der Ungleichartigkeit in den Abmessungen der Kupplungen' und/oder Leistungen von Kraftfahrzeugmotoren zu ändern. Es wird ein Steuerkolben verwendet, dessen Querschnitt S^ grosser als der Querschnitt S* ist, damit der Servodruck PA kleiner als der Steuerdruck PE bleibt. Durch Wahl der Querschnitte Sy, bis S^ kann dasselbe Ergebnis erzielt werden.

Der Hauptvorteil der beschriebenen Vorrichtung beruht darin, dass eine Druckmittelquelle mit geregelter Durchsatzmenge in einem Kreis verwendet werden kann, der während der Ruhezeit des Steuerpedals nicht unter Druck steht.

Ein Vorteil der Vorrichtung beruht darin, dass die zum Nehmerzylinder übertragene Kraft Fc proportional der am Pedal ausgeübten Steuerkraft Fp ist.

Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung beruht darin, dass die Steuerung des Nehmerzylinders wieder hydrostatisch wird wie diejenige, die bei Ausfall der Druckmittelquelle einen herkömmlichen Zylinder verwendet.

Wenn der Druck am Steuerquerschnitt S^ des Kolbens 4 Null wird, bedingt die Verschiebung der Druckstange 5 in der Zeichnung nach links den Verschluss der Durchgangsbohrung des Kolbens 4. Die Verschiebung des Kolbens 4 nach, links erhöht den Druck PE.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung wird durch das Verschlussglied 26 erzielt. Wenn das Pedal 8 im Ruhezustand ist, drückt der über dem Kanal 12' übertragene Druck PA den Führungskolben 6 und die Druckstange 5 zurück. Der Kolben 4 wird gleichzeitig von der Feder 24 und vom Restdruck PE in der Kammer 2? zurückgedrückt, bis er das halbe Gehäuse oder Teil 2 berührt.

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In diesem Augenblick befindet sich das Versehlussglied nicht mehr in Anlage am Kolben 4- und verschliesst die Durchgangsbohrung 25 nicht mehr, die somit über den Ausschnitt 23 mit dem Einlasskanal 12 in Verbindung stehen kann.

Daraus ergibt sich eine Uralaufmöglichkeit für das Druckmittel zwischen der Verbindungsöffnung 28 und der Einlassöffnung 18 oder umgekehrt. Diese konstruktive Massnahme ermöglicht somit ein vorschriftsmassxges Füllen und Entleeren des Kupplungskreises. Bach jeder Betriebsdauer und während der Rückführung des Kolbens 4 in die Ruhestellung nimmt überdies der Druck PE bis auf einen minimalen Wert ab durch eine Strömung zum Behälter 15 durch die Durchgangsbohrung 25 und die Auslassöffnung 13 hindurch. Es könnte aber ebenso gut eine erneute Speisung desselben Kreises mit Druckmittel erfolgen.

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M.

Leerseite

Claims

Ansprüche

Vorrichtung zur Servosteuerung eines hydraulischen Gebers mit einem Geberzylinder einschliesslich eines in der Bohrung des Geberzylinders angeordneten verschliessbaren Hauptkolbens, mit einer mit dem Geberzylinder verbundenen Bruckiiittelquelle, mit einer Bohrung und mit einem in der Bohrung bewegbaren Sfceuerkolben,

dadurch gekennzeichnet , dass der Steuerquerschnitt (S^) des Steuerkolbens (11) grosser als dessen Querschnitt (S^) ist (Fig. Ί)
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Steuerquerschnitt (S^) von einem Kopf (20) des Steuerkolbens (11) getragen ist, einstellbare Abmessungen hat, in einer am Ende der Bohrung (10) des Steuerkolbens (11) gelegenen Kammer (21) bewegbar ist und in einen die Kammer (21) mit einer Auslassöffnung (13) verbindenden Verbindungskanal (22) und ia einen Einlasskanal (12) des Geberzylinders mündet (Fig. 1).
3- ¥orrichtung nach Anspruch 2, dadruch gekennzeichnet,

dass der Einlasskanal (12) von der in Reihe mit einem Verbx-aucher (35) eines Kraftfahrzeugs geschalteten

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- 2 Druckmittelquelle (16) gespeist ist (Fig. 2).
4. Vorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass eine Speiseleitung (30) eines Nehmerzylinders (31) über eine Durchgangsbohrung (25) des Hauptkolbens (4) mit dem Einlasskanal (12) verbunden ist, und

dass eine mit einem Verschlussglied (26) versehene Druckstange (5) diese Verbindung auf Grund einer auf eine Betätigungsstange (7) übertragenen Steuerkraft unterbricht (Fig. 1, 2).
5- Vorrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet,

dass eine mit einem Druckmittelbehälter (15) verbundene Auslassöffnung (13) des Geberzylinders in den Zylinder des in seine Ruhestellung verschobenen Führungskolbens (6) mündet (Fig. 1, 2).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet,

dass der Geberzylinder ein Gehäuse aus zwei Teilen (1, 2) hat, die über eine Dichtfläche miteinander verbunden sind, an der die Kammer (21) des Steuerkolbens (11) mündet und die mit dessen Kopf (20) den Steuerquerschnitt (S^) bildet.

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