DE2318447A1

DE2318447A1 - Servoverstaerker

Info

Publication number: DE2318447A1
Application number: DE2318447A
Authority: DE
Inventors: Josef Lauer; Alfred W Thomas
Original assignee: Bendix GmbH
Current assignee: Bendix GmbH
Priority date: 1973-04-12
Filing date: 1973-04-12
Publication date: 1974-10-31
Also published as: US3921502A

Description

_ Bendix^

Deutsche Bendix *mjA .5 _ADrj|

Ausrüctungo GmbH - ^^g^ ₃, _Hpn, 6 Saarbrücken 127-D

Ferdinand Porsche StraB· 2 3 1 8 A 4 7

Servoverstärker

Die Erfindung betrifft einen Servoverstärker mit einer in einem Ventilgehäuse verstellbaren Servoventilanordnung zur Steuerung eines veränderlichen Strömungsmitteldruckes, der an einem dichtend in einer Arbeitskammer eines Servomotors einsitzenden Arbeitskolben angreift, derart, daß die Servoventilanordnung in Abhängigkeit vom Steuerdruck eines in einer Steuerkammer enthaltenen inkompressiblen StrBmungsmittela betätigbar und der Steuerdruck in Abhängigkeit von der Verschiebung eines Eingangs- Steuergliedes und eines mit dem Arbeitskolben kraftleitend verbundenen Ausgangs-Steuergliedes in der Steuerkammer veränderbar ist.

Ein derartiger Servomotor ist durch die DT-OS 2125 88D.D insbesondere für Kraftfahrzeuge bekannt geworden. Eine Fortbildung dieser Erfindung uiurde in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 22 60 2^5.6 vorgeschlagen. Die Ausführungsbeispiele beider Vorschläge vertuenden ein Steuerventil, das ein Rückschlagventil enthält. Dieses Rückschlagventil hat zuiei Hauptfunktionen. Zum ersten ermöglicht es einen allmählichen Obergang von der hydraulischen Verbindung zwischen Eitigangs-Steuerglied und Ausgangs-Steuerglied zu deren mechanischen-Verbindung, mie dies bei Ausfall des Steuer- oder Arbeitsdruckes oder bei Betätigung über den Aus- ' steuerpunkt (maximaler Verstärkerdruck) hinaus erforderlich uiird. Zum zweiten verhindert das Rückschlagventil einen überhöhten Kraftverlust zwischen der über das Eingangs-Steuerglied aufgebrachten Eingangskraft und der über das Ausgangs-Steuerglied erzeugten Ausgangskraft, wenn das Eingangs-Steuerglied einen größeren wirksamen

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Querschnitt aufweist, als das Ausgangs-Steuerglied. Die Verwendung eines derartigen Rückschlagventils fuhrt zu einem erhöhten Bauaufwand und schafft eine mögliche Quelle für Betriebsstörungen, insbesondere infolge l/erschleißes oder Verschmutzung, z.B. der entsprechenden Dichtkanten.

Darüber hinaus ergibt sich nach einer Betätigung über dem Aussteuerpunkt hinaus beim Rückhub eine plötzliche Erhöhung der auf das Eingangssteuerglied ausgeübten Reaktionskraft, da der Druck in der Arbeitskammer bei Unterschreiten des Aussteuerpunktes durch Verschiebung des Steuerventilkalbens abfällt. Üblicherweise liegt der Aussteuerpunkt erheblich über dem Blockierpunkt des Bremssystems, so daß sich diese plötzliche Erhöhung der Fußkraft nur z.B. bei Panikbremsungen mit außerordentlich erhöhter Eingangskraft bemerkbar macht; zudem auch nur dann, wenn das Pedal bzw. das Eingangs-Steuerglied nach einer derartigen Bremsung allmählich zurückgeführt und nicht plötzlich gelöst wird.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Servoverstärker der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein stetiger Verlauf der beim Absinken der Eingangskraft auf das Eingangs-Steuerglied einwirkenden Reaktionskraft gegeben ist, und zwar auch oberhalb des Aussteuerpunktes des Servoventils.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen auf den Druckunterschied zwischen Steuerdruck und Arbeitsdruck ansprechenden Druckspeicher, der bsi Erreichen eines vorgegebenen Druckunterschiedes -ein Entweichen des Strömungsmittels aus der Steuerkammer ermöglicht und nach Unterschreiten des Druckunterschiedes ein lüiedereintreten des entwichenen Strömungsraittels in die Steuerkammer sichert.

Durch den Druckspeicher geht das Volumen der Steuerkammer bei Betätigung über dem Aussteuerpunkt nicht mehr durch ein Ventil verloren, Es wird hingegen gespeichert und steht nach Unterschreiten des Aussteuerpunktes der Steuerkammer wieder voll zur Verfügung. Dieser unmittelbare Wiedereintritt des verdrängten Volumens in die Steuerkammer führt zu einem außerordentlich günstigen Verlauf der auf das

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Eingangsglied Einwirkenden Reaktionskraft. Dies bedeutet bei der Verwendung des Servoverstärkers als Bremsverstärker bei Kraftfahrzeugen eine stetige Abhängigkeit des Bremsdruckes bzw. der Bremskraft von der Pedal- oder Fußkraft über dem gesamten Rückhub. Dieser Vorteil ist insbesondere bei der Verwendung des ServoverstMrkers bei Bremssystemen mit Blockierverhinderern, sog. Antiblockiersystemen, von ganz erheblicher Bedeutung; gerade hier kann der Servoverstarker auch mit überhöhter Fuß- oder Eingangskraft betätigt werden, ist doch ein Blockieren des Bremssystems durch entsprechende Mittel verhindert. Durch den stetigen Verlauf der Reaktionskraft beim allmählichen Absenken der Pedalkraft erhält der Fahrzeugführer eine unverfälschte Information über die Ausgangskraft des Servoverstarkers, d.h. über die zu regelnde Bremskraft.

Bei einem Servoverstarker, bei,dem die Arbeitskammer in einem Servarnntor-Gehause mit einer den Arbeitskolben gleitend aufnehmenden Bohrung gebildet ist, die Steuerkammer neben der Arbeitskammer im Servomotor-Gehäuse angeordnet ist und diese Kammern hydraulisch gegeneinander abgedichtet sind, indem ein Betätigungsabschnitt des Arbeitskolbens dichtend im Gehäuse einsitzt, in die Steuerkammer ragt und das Ausgangs-Steuerglied bildet, wird der Druckspeicher vorzugsweise innerhalb des Ausgangs-Steuergliedes angeordnet. Durch diese Anordnung kann das Ausgangssteuerglied als Speichergehäuse verwendet werden.

Wenig zusätzlicher Platz wird benötigt, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung Jer Erfindung die Speicherkammer des Druckspeichers konzentrisch zur Arbeitskammer angeordnet ist. Die Arbeitskammer ist dann kreisringförmig ausgebildet.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Druckspeicher als Federspeicher mit einer Speicherkammer, einem Speicherkolben und einer Speicherfeder ausgebildet.

Dabei liegt vorzugsweise bei dieser letztgenannten Ausführung der Erfindung der Speicherkolben unter der Varspannkraft der Speicherfeder am Eingangs-Steuerglied an.

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Besonders zweckmäßig ist der SpeicherkDlben als Stufenkolben ausgebildet, dessen größere Stufe gegen die Speicherkammer mittels einer Dichtung flüssigkeitsdicht abgedichtet ist sowie von der Speicherfeder beaufschlagt wird, und dessen kleinere Stufe sich mit Spiel durch eine zentrische, im Vergleich zum Durchmesser der größeren Stufe kleineren Bohrung des Ausgangs-Steuergliedes erstreckt und mit seiner Stirnfläche auf der Stirnfläche des Eingangs-Steuergliedes aufliegt.

Zusatzliche Vorteile zeigt ein Servoverstärker, bei dem das Eingangs-Steuerglied in der Steuerkammer derart angeordnet ist, daß es bei Ausfall des Steuerdruckes auf das Ausgancs-Steuerglied auftrifft und dadurch eine mechanische Betätigung des Arbeitskolbens ermöglicht.ist, indem das Eingangs-Steuerglied erst nach Verschiebung des Speicherkalbens um einen vorbestimmten Meg einen Steuerdruck auf das Ausgangs-Steuerglied erzeugt. Durch diese Ausbildung wird der Speicherkalben bei jeder Betätigung des Eingangs-Steuergliedes bewegt; er kann sich somit nicht festsetzen, so daß seine Betriebsbereitschaft immer sichergestellt ist.

Vorzugsweise kann der Servoverstärker so ausgebildet sein, daß das Eingangs-Steuerglied als hydraulischer Kolben ausgebildet ist, der von der Speicherfeder in einer durch Anschlag begrenzten Ausgangsstellung gehalten wird.

In vorzüglicher Ueise kann bei einem Servoverstärker, bei dem der Arbeitskolben von einer vorgespannten Druckfeder in einer durch Anschlag begrenzten Ausgangsstellung gehalten wird, die Speicherfeder eine geringere Vorspannkraft aufweisen als die Druckfeder des Arbeitskalbens.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung bei einem Servoverstärker, bei dem das Eingangs-Steuerglied eine größere wirksame Querschnittsfläche aufweist als das Ausgangs-Steuerglied, sind diese Glieder teleskopartig ineinander geschoben und bilden zwischen sich einen Druckraum, der mit dem Steuerraum über ein Kontrollventil verbunden ist, das die Verbindung überwacht und das von einem Glied (Speicherkalben) des unbeanspruchten Druckspeichers (Federspeicher) geöffnet, bei beaufschlagtem Druckspeicher jedoch

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zwangsweise geschlossen ist. Diese Ausführung vermeidet, daB bei Ausfall des Steuerdruckes oder ^es Arbeitsdruckes das Druckmittelpolster zwischen Eingangs- jnd Ausgangsglied plötzlich entweicht . Das Druckmittelpolr/fcer entsteht durch die Differenz zwischen der wirksamen Querscnnittsfläche des Eingangs-Steuergliedes und des Ausgangs-Steueroliedes. Das Ventil sichert die Verbindung dieser beiden Glieder Ober ein Druckmittelpolster; ein "Durchfallen" des Eingangsstpi'.ergiiedes, bis es auf das Ausgangs-Steuerglied zur rein mechanischen Anlage kommt, ist ausgeschlossen. Dementsprechend ist erstens ein weiteres Ansteigen des Bremsdruckes auch unmittelbar oberhalb des Aussteuerpunktes gegeben. Zweitens entfSTIu bei Ausfall des l/erstärkerdruckss der Leertueg zwischen Eingangs- und Ausgangs-Steuerglied· Eine ähnliche Vorrichtung ist schon in der eingangs genannten, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung vorgeschlagen worden. Demgegenüber zeichnet sich diese Ausführung durch eine erhebliche Vereinfachung aus; beispielsweise ist hier nur ein Rückschlagventil anstatt zweier erforderlich. Dies ist erst in Verbindung mit dem Druckspeicher ermöglicht worden, dessen vorzugsweise verwendeter Speicherkolben als Betätigungsglied des Ventils dient.

Vorzugsweise ist das Kontrollventil innerhalb des Ausgangs-Steuergliedes angeordnet.

Das KDntrollventil erfüllt seine Funktion in vorzüglicher tdeise, indem ein Schließglied des Kantrollventils unter der Kraft einer sich am Ausgangs-Steuerglied abstützenden Ventilfeder in der Offenstellung an dem Speicherkolben eines Federspeichers und in der Schließstellung an einer Ventilkante des Ausgangs-Steuergliedes dichtend anliegt.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist das Eingangs-Steuerglied als hydraulischer Kolben ausgebildet, der von . einer im Druckraum angeordneten, sich am Ausgangs^-Steuerglied abstützenden Druckfeder in einer durch Anschlag begrenzten Ausgangsstellung gehalten wird.

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Des weiteren kennzeichnet sich ein Servomotor, bei dem der Arbeitskolben von einer vorgespannten Druckfeder in einer durch Anschlag begrenzten Ausgangsstellung gehalten wird, dadurch, daß dLe Druckt feder im Druckraum eine geringere Vorspannkraft aufweist als die Druckfeder des Arbeitskolbens.

Alle vorgenannten Ausbildungen der Erfindung weisen vorzugsweise einen Arbeitskolben auf, der mittels Gleit-PaBsitz gegen eine Niederdruckkammer abgedichtet ist, die über eine Leitung mit dem Vorratsbehälter in Verbindung steht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, das in Verbindung mit den Zeichnungen nachfolgend beschrieben iiiird. Es zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Servoverstärker in der Verwendung als Bremskraftverstärker fur eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage in schematischer, geschnittener Darstellung

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem abgewandelten Servomotor in schematischer, geschnittener Darstellung

Fig. 3 ein Schaubild, darstellend die Funktion der FuB- bzu. Reaktionskraft in Abhängigkeit des erzielten Bremsdruckes bei einem herkömmlichen Servoverstarker

Fig. i* ein Schaubild, darstellend die Funktion der Fuß- bzw. Reaktionskraft in Abhängigkeit des erzielten Bremsdruckes bei einem erfindungsgetnäßen Servoverstärker gemäß Fig. und

Fig. 5 ein Schaubild, darstellend die Funktion der Fuß- bzui. Reaktionskraft in Abhängigkeit des erzielten Bremsdruckes bei einem erfindungsgemäßen Servoverstärker gem. Fig.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel enthält ein Servoverstärker 1, der zwischen einer Servopumpe 2 und einem Servolenkgetriebe. 3 angeordnet ist, im wesentlichen ein Steuerventil k und

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einen Servomotor 5. Das Strömungsmittel, gelangt von der Servopumpe 2 über die Leitung 6 zu einer Einlaßöffnung 7 des Steuerventils k. Das Strömungsmittel fließt durch das Steuerventil k über die in einem Uentilschieber B ausgebildete Nut 9 zu einer Auslaßöffnung 10 und von dort über eine Leitung 11 zum ServDlenkgetriebe 3. Da das Servolenkgetriebe 3 normalerweise/durch ein nicht gezeigtes, in der Hittellage geöffnetes Ventil betätigt wird, fließt das Strömungsmittel über eine Leitung 12 zu einem Niederdruckspeicher 13 zurück. Die Leitung 12 enthalt ein T-Stück, an das eine Leitung 14 von einer Rückströmöffnung 15 des Steuerventils k angeschlossen ist. Der Niederdruckspeicher 13 ist des weiteren mit Leitungen 16 und 17 mit dem Servomotor 5 verbunden. -

Das Steuerventil k enthält ein Ventilgehäuse 1B mit einer Bohrung 19, die mit der Einlaßöffnung 7, de? Auslaßöffnung 10 und der Rückströmoff nung 15 in Verbindung steht. In der Bohrung 19 sitzt gleitfähig der Ventilschieber B, der einen Längskanal 20 enthalt. Ulie Fig. 1 zeigt, bildet der Ventilschieber B an seinem einen Ende einen Steuerkolben 21 kleineren Durchmessers, der dichtend in einer mit dem Ventilgehäuse 18 verbundenen Kappe 22 sitzt, die das eine Ende der Bohrung 19 verschließt. Die Kappe 22 enthält eine Steueröffnung 23, die mit dem Steuerkalben 21 in Verbindung steht. Das andere Ende der Boh-r rung 19 ist durch einen mit dem Gehäuse 1B verbundenen Stopfen 2k verschlossen. Der Stopfen 2k enthält eine Arbeitsöffnung 25, die mit dem Längskanal 20 in Verbindung steht. Der Ventilschieber 8 enthält einen ersten Bohrungssatz 26, der mit der Bahrung 19 zwecks Steuerung der Entlüftungsverbindung zwischen der Rückströmöffnung 15 und der Arbeitsöffnung 25 zusammenwirkt, und einen zweiten Bohrungssatζ 27, der mit der Bohrung 19 zwecks Steuerung der Zufuhrverbindung zwischen Einlaßöffnung 7 und Arbeitsöffnung 25 zusammenwirkt. Uie Fig. 1 zeigt, drückt eine am Stopfen 2k anliegende Feder 2B den Ventilschieber B federnd gegen eine Schulter 29 der Kappe 22 in die normale Ruhelage, in der die Entlüftungsverbindung geöffnet und die Zufuhrverbindung geschlossen ist.

Der Servomotor 5 enthält ein Gehäuse 30 mit einer Bohrung 31, in der ein Arbeitskolben 32 zwecks Bildung einer Arbeitskammer 33 über einen Gleit-Paßsitz dichtend einsitzt. Die Arbeitskammer 33 steht

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mit der Arbeitsöffnung 25 des Steuerventils it über eine Öffnung 3h und eine Leitung 35 in Verbindung. Neben der Arbeitskammer 33 ist eine Wiederdruckkammer· 36 angeordnet, die über eine Öffnung 37 und die Leitung 17 mit dem Niederdruckspeicher 13 verbunden ist. Die Niederdruckkammer 36 ist einerseits begrenzt durch den Arbeitskolben 32 und andererseits durch einen Verschlußstopfen 3B. Der Verschlußstopfen 38 ist gegen die Bohrung 31 mittels einer Dichtung abgedichtet und stützt sich über einen Sprengring ^D ab, der in eine Ringnut UΛ der Bohrung 31 einrastet. In eine zentrische Bohrung 1+2 ist eine Dichtung ^3 eingesetzt, durch die eine Schubstange UU geführt ist. Die Schubstange kk ist kraftleitend mit einem nicht gezeigten Hauptbremszylinder verbunden. Die Schubstange Uh erstreckt sich in der Niederdruckkammer 36 durch ein Druckstück ^5 und trägt am Kopfende UG ein Druckstück *f7, das am Arbeitskalben 32 anliegt. Auf die Schubstange UU ist eine Druckfeder ^B aufgeschoben, die sich einerseits über das Druckstück U5 am Verschlußstopfen 38 und andererseits über das Druckstück Ul am Arbeitskolben 32 unter Vorspannung abstützt. Der Arbeitskalben 32 liegt unter der Vorspannkraft der Druckfeder i»8 an einer Schulter US des Gehäuses 30 an. Das Kopfende US der Schubstange 4*+ liegt an einem Abschnitt 51 einer Kolbenstange 52 an. Die Kolbenstange 52 liegt uiie der Arbeitskolben 32 am Druckstück Ul an. Arbeitskolben 32, Kolbenstange 52 und Abschnitt 51 sind gegeneinander mittels nicht bezeichneter Dichtungen abgedichtet. Die Bauteile 32, 51 und 52 können im Bedarfsfall auch einteilig ausgebildet sein, da sie starr miteinander verbunden sind und sich zu keiner Zelt gegeneinander bewegen. Die Kolbenstange 52 ragt mit einem das Ausgangs-Steuerglied 53 bildenden Abschnitt in eine neben der Arbeitskammer 33 angeordnete, im Durchmesser verjüngteK Steuerkammer 54. Arbeitskammer 33 und Steuerkammer 5^ sind hydraulisch gegeneinander mittels Dichtungen 55 und 56 abgedichtet.

Innerhalb des Ausgangs-Steuergliedes 53 ist ein Druckspeicher in Form eines Federspeichers 57 angeordnet. Der Federspeicher 57 umfaßt eine Speicherkammer 58, in der ein Speicherkolben 59 van einer Speicherfeder 60 beaufschlagt uird. Die Speicherkammer 58 steht über eine radiale Bohrung 61 mit der Arbeitskammer 33 in Verbindung und ist somit konzentrisch zur ringförmigen Arbeitskammer 33 angeordnet.

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Der Speicherkolben 59 ist als Stufenkolben ausgebildet. Am Umfang der größeren Stufe ist eine Dichtung 62 angeordnet, die die Speicherkammer 5a gegen die Steuerkammer 5k abdichtet. Der Speicherkolben 59 ist dem Druck der Steuerkammer 5k ausgesetzt, indem sich die kleinere Stufe mit Spiel durch eine zentrische Bohrung 63 des Ausgangs-Steuergliedes 53 erstreckt und in die Steuerkammer 5k ragt.

Das Ausgangs-Steuerglied 53 ist fluchtend zu einem Eingangs-Steuerglied Gk ausgerichtet. Das Eingangs-Steuerglied 6k ist als hydraulischer Kolben ausgebildet, der die Steuerkammer 5k mittels einer Dichtmanschette 65 abdichtet. Am äußeren Ende ist der hydraulische Kolben mittels einer weiteren Dichtung 65 a gegen die Führungsbohrung 66 abgedichtet und liegt stirnseitig an einem sich am Gehäuse 3D abstützenden Sprengring 67 an. Die Abstützung erfolgt unter der Einwirkung der vorgespannten Speicherfeder 6D, die den Speicherkolben 59 gegen das Eingangs-Steuerglied 6k drückt. Die Uorspannung der Speicherfeder 60 ist dabei geringer als die Uorspannung der Druckfeder kB. Das Eingangs-Steuerglied Gk ist über einen nicht gezeigten Stößel mit dem Fahrzeug-Bremspedal verbunden, mit dem die Kraft F aufgebracht wird.

Die Steuerkammer 5k steht über eine Öffnung 6B und einer Leitung mit der Steueröffnung 23 des Steuerventils k in Verbindung. Unmittelbar vor der Dichtmanschette 65 führt eine Ausgleichsöffnung 70 zu einer Anschlußöffnung 71. Von der Anschlußöffnung 71 führt eine Öffnung 72 zu einem ringförmigen Sammelraum 73 des Eingangs-Steuergliedes Gk. Die Anschlußöffnung 71 ist über die Leitung 16 mit dem Niederdruckspeicher 13 verbunden, so daß in der Ruhestellung des Eingangs-Steuergliedes Gi* ein Auffüllen der Steuerkammer 5*» ermöglicht ist.

Die Betriebsweise des in Fig. 1 gezeigten Servoverstärkers bei vorhandener Servoverstärkung ist wie folgt:

Der Ventilschieber 8 befindet sich in der gezeigten Ruhelage, so daß die Strömungsmittelverbindung für die Servosteuerung3*K^ über die Nut 9 geöffnet ist. Die Arbeitskammer 33 und die Speicherkammer 58 sind mit dem Niederdruckspeicher 13 verbunden, da die Entlüftungsverbindung über die Bohrungen 26 geöffnet ist. Die Steuerkammer 5k ist

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über die AusglBichsöffnung 70, dis AnschluBöffnung 71 und diB Leitung 16 ebanfalls mit dem Niederdruckspeicher 13 verbunden.

GemaB Fig. 1 verschiebt sich das Eingangs-Stßuerglied 64 bei Beaufschlagung des Bremspedals mit der Kraft F nach links und verschiebt den SpeicherkolbBn 59, bis dia Manschette 65 die Ausgleichs-Bffnung 70 überfahren hat. Dabei wird ein geringfügiges Volumen aus der Speicherkammer 58 über die Arbeitskammer 33 in die noch drucklose Leitung 35 verdrängt. Diese Verschiebung reicht ferner aus', ein Spiel der Bauteile der Verstärkerßinrichtung aufzunehmen. Bei einer weiteren Verschiebung des Eingangs-Steuergliedss 64 wird Flüssigkeit aus der Steuerkammer 54 verdrangt. Da zu diesem Zeitpunkt lediglich ein geringsr Druck in der Steuerkammer 54 entsteht, strömt das Strömungsmittel nicht durch die Öffnung 68. Vielmehr hat dag Eingangs-Steuerglied 64 gemäß Fig. 1 eine etwa 1,5mal so groBe Querschnittsfläche wie das Ausgangs-Steuerglied 53, so daß sich das Ausgangs-Steuerglied 53 und der Arbeitskalben 32 1,5mal so schnell bzw. sa weit uüe das Eingangs-SteuErglied 64 nach links verschiebsn. Schließlich uiird durch die Betätigung des Hauptbremszylinders eine bestimmte Gegenkraft über die Schubstange 44 aufgebracht, und in der Steuerkammer 54 muß sich ein merklicher Druck aufbauen, damit der Bremsvorgang durchgeführt werden kann. Der Steuerdruck wird über die Öffnung 68, die Leitung 69 und die Öffnung 23 dem Ventil-

2 schieber B zugeführt. Wenn der Steuerdruck beispielsweise 3 kg/cm übersteigt, wird die durch die Rückstellfeder 28 am Ventilschieber B angreifende Gegenkraft überwunden und der VentilschiebBr B vsrschiebt sich nach links. Da die DiffBrenzfläche Eingangs-Steuerglied -64 zu Ausgangs-Steuerglied 53 gemäß Fig. 1 etwa 1,5mal die Fläche des Steuerkolbens 21 des Ventilschiebers 8 beträgt, verschiebt sich der Ventilschieber B dann 1,5mal so rasch bzw. so weit wie das Eingangs-SteuergliEd 64» üJsnn sich der Vsntilschieber 8 nach links verschiebt, sucht er die Abflachung 9 zwischen der Einlaßöffnung 7 und der zum Servolenkgetriebe 3 führBndßn Auslaßöffnung 10 zu verschlleßBn, wobßi der Bohrungssatz 26 zur Rückströmöffnung 15 verschlossen und der Bohrungssatz 27 zur Einlaßöffnung 7 geöffnet werden. Der Hochdruck gelangt von der ServopumpB 2 über den Längskanal 20, die Arbeitsöffnung 25, die Leitung 35 und die Öffnung 34 zur Arbeitskammer 33, wodurch der Arbeitskolben 32 betätigt wird. Der Ventilschieber B ist nun teilweise kraftausgeglichen, wobei der als kleinerer Abschnitt des Ventilschiebers B ausgebildete Steuerkalben

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ein "Krafteungleichgeuicht" bewirkt. Infolge der Kraft der Ruckstellfeder 28 und des im allgemeinen hohen Arbeitsdruckes wäh-

rend des Betriebs (beispielsweise 5D kg/cm ) ist der Arbeitsdruck im Gleichgewicht des Ventilschiebers geringfügig niedriger als der Steuerdruck· Der Druck an der Flache des Steuerkolbens 21 wird hierbei durch das Eingangs-Steuerglied 6k abgefangen. Dieser gleiche Druck liegt auch am Ausgangs-Steuerglied 53 an, so daß die gesamte Fläche des Arbeitskolbens 32 im wesentlichen dem gleichen Druck ausgesetzt ist. Der schließlich erreichte Arbeitsdruck hangt vom Hub des Ventilschiebers 6 nach links ab, wobei dieser Hub seinerseits vom Hub des Eingangs-Steuergliedes Gk abhängig ist. Die vom Arbeitskolben 32 aufgebrachte Kraft ist daher im wesentlichen proportional der am Eingangs-Steuerglied 6*» angreifenden Kraft, und zwar im Verhältnis der Fläche des Arbeitskolbens 32 zur Fläche des Eingangs-Steuergliedes 61», wobei dieses Verhältnis bei dem in Fig. gezeigten AusfUhrungsbeispiel etwa 3:1 ist. Bei Entlastung der auf das Eingangs-Steuerglied Bk einwirkenden FuBkraft F bei vorhandener Servobetätigung läuft der oben beschriebene Vorgang in umgekehrter Reihenfolge ab.

Nunmehr wird die Betriebsweise des Servoverstärkers 1 bei nicht vorhandener Servobetätigung beschrieben. Es gibt grundsätzlich drei Fälle, in denen die Betriebsweise ohne Servokraft benötigt wird:

Fall 1: Ein Druckausfall, beispielsweise bei Ausfall der Servopumpe;

Fall 2: Eine mechanische Störung; wenn beispielsweise zwar an der Einlaßöffnung des Steuerventils Druck vorhanden ist, sich jedoch der Ventilschieber nicht unter der Kraft des in der Steuerkammer entwickelten Steuerdrukkes verschiebt, weil beispielsweise durch Verunreinigungen ein Mechanisches Verklemmen stattgefunden hat;

Fall 3: Ein Hydraulikversagen bei einem Verlust des Strßmungsmittels der Vorrichtung.

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In den oben genannten drei Fallen kann in der Arbeitskammer kein Druck aufgebaut werden und die Betätigung des Servaverstarkers 1 ist wie folgt:

Fall 1:

Die Arbeitsweise lauft zunächst wie im Betriebszustand mit vorhandener Servoverstärkung, wobei auch der Ventilschieber B nach links verschoben wird.. Eine Verschiebung des Ventilschiebers 8 führt jedoch nicht zu einer entsprechenden Erhöhung des Arbeitsdruckes, da von der Servopumpe 2 kein Druck zur Verfugung steht. Der Fahrzeugführer erhöht instinktiv die auf das Bremspedal aufgebrachte Kraft. Diese Kraft führt zu einer Erhöhung des Druckes in der Steuerkammer bh, bis auf beispielsweise *t kg/cm , woraufhin der Speicherkolben 59 sich entgegen der Kraft der Speicherfeder 60 in die Speicherkammer 58 hineinschiebt; hierdurch gelangt Strömungsmittel aus der Steuerkammer 5*» durch die Bohrung 63 in den Teil des Federspeichers 57, in dem sich zunächst der Speicherkolben 59 befand. Das aus der Speicherkammer 58 verdrängte Volumen tritt hierbei über die Arbeitskammer 33 in den ausgefallenen Verstärkerkreis. Schließlich kann das Eingangs-Steuerglied 63 mit dem Ausgangs-Steuerglied 53 derart zusammenwirken, daß das Hubverhältnis von Eingangs-Steuerglied 63 zu Ausgangs-Steuerglied 53 bzw. zu Arbeitskolben 32 gleich 1:1 wird, d.h. es ergibt sich eine rein mechanische Kraftübertragung.

Falls während des Betriebs an der Einlaßöffnung 7 erneut ein Servodruck vorhanden ist, ist der Übergang vom Zustand mit Servoverstärkung zum Zustand ohne Servoverstärkung glatt und weich und ohne Ge-

2 fahr für das Fahrzeug, da der Steuerdruck bei etwa h kg/cm liegt.

Fall 2:

Die Betriebsweise ist die gleiche wie bei Fall 1, mit der Ausnahme, daß zunächst kein Arbeitsdruck entstehen kann, da die Arbeitskammer 33 über die Bohrungen 26 des Ventilschiebers 8 mit dem Niederdruckspeicher 13 in Verbindung steht. Das von der Speicherkammer 58 zum Niederdruckspeicher 13 gelangte Strömungsmittel füllt die Speicherkammer 58 bBim Bremspedal-Rückhub über die Arbeitskammer 33 und die Bohrung 61 erneut auf.

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Falls jedoch der verklemmte Ventilschieber 8 während des Betriebs Freikommt, sind geringe Unterschiede vorhanden. Es sei angenommen, daß der Ventilschieber 6 in der Ruhelage, also in der in Fig. 1 gezeigten rechten Endlage, verklemmt ist. Falls der Ventilschieber 8 freikommt, bevor das Eingangs-Steuerglied Gk auf das Ausgangs-Steuerglied 53 auftrifft, verschiebt sich der Ventilschieber 8 geringfügig nach links und der Steuerdruck sinkt infolge der Inkompressibilität des in der Steuerkammer 5k enthaltenen Strömungsmittels. Wenn dann der Fahrer das Bremspedal niederdrückt, nimmt der Servoverstärker 1 erneut den normalen Betrieb mit Servoverstärkung auf.

Falls der Ventilschieber 8 freikommt, nachdem das Eingangs-Steuerglied 63 am Ausgangs-Steuerglied 53 anliegt, verschiebt sich der Ventilschieber B nach links und hält an, da das Eingangs-Steuerglied 6^ am Ausgangs-Steuerglied 53 anliegt.

Der Federspeicher 57 hat drei Hauptfunktionen: Zum ersten ermöglicht er einen allmählichen Übergang von der hydraulischen Verbindung zwischen Eingangs-Steuerglied 6k und Ausgangs-Steuerglied 53 zu deren mechanischer Verbindung; zum zweiten erreicht es eine allmähliche Erhöhung des Steuerdruckes gegenüber einer Änderung des Arbeitsdrucks, da infolge-der Kraft der Speicherfeder 60 der maximale Un-

2 terschied dieser Drücke nicht größer als beispielsweise k kg/cm sein kann. Hieraus ergibt sich, daß, gleichgültig welche Kraft der Fahrzeugführer am- Bremspedal aufbringt und gleichgültig,ob mit oder ohne Servoverstärkung gearbeitet wird, eine stets glatte, weiche Betätigung des Arbeitskolbens erreicht wird, sowohl während der Betriebszustände mit Servoverstärkung als auch während des Übergangs von einem Betriebszustand ohne ServoverstMrkung zu einem Betriebszustand mit Servoverstärkung. Zum dritten sorgt er für einen Rückfluß des aus der Steuerkammer 5k verdrängten Volumens.

Da ferner bei Betriebszustanden mit ausgefallener Servoverstärkung. infolge der Anordnung des Federspeichers 57 der maximale üJert des Steuerdrucks merklich verringert wird und im wesentlichen beispiels-

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weise k kg/cm entspricht, wird die Verschiebung des Eingangs-Steuer-

gliedes 6k entgegen der Kraft dieses Steuerdruckes erleichtert. 409844/0466

Demgemäß verhindert der Federspeicher 57 entsprechend der Tatsache, daß im Hinblick auf ein günstiges Hubverhältnis von Eingangs-Steuerglied S^ zu Arbeitskalben 32 die Fläche des Eingangs-Steuergliedes 6h im allgemeinen größer als die des Ausgangs-Steuergliedes 53 ist, einen möglichen Kraftverlust zwischen der über das Eingangs-Steuerglied 6^ aufgebrachten Eingangskraft und der über das Ausgangs-Steuerglied 53 erzeugten Ausgangskraft.

Fall 3:

Falls aus irgendeinem Grund das Hydraulikmittel aus dem Ventilgehäuse hü ader dem Servomatorgehäuse 72 entweicht, erfolgt die Betätigung des ServDverstärkers 1 auf rein mechanische Weise und das Eingangs-Steuerglied 6h betätigt den Arbeitskolben 32 über das Ausgangs-Steuerglied 53.

Bei Jedem Verschieben des Arbeitskolbens 32 gelangt ein Teil des Druckmittelvolumens der Niederdfuckkammer 36 über die Leitung 17 in den Vorratsbehälter 13. Beim Rückhub des Arbeitskolbens 32 strömt dieses Volumen mit Hilfe der Feder kB wieder zurück. Hierdurch ist stets eine gute Schmierung zwischen dem Arbeitskalben 32 und der Bohrung 31, die zusammen einen Bleit-Paßsitz bilden, sowie der Schubstangen-Lagerung gegeben.

Im folgenden wird die in Fig. 2 dargestellte Abwandlung der Erfindung in Verbindung mit Fig.. 1 beschrieben. Fig. 2 stellt einen abgewandelten Ausschnitt des Servomotors 5 gemäß Fig. 1 dar, der im Bereich zwischen Eingangs-Steuerglied und Ausgangs-Steuerglied ein zusätzliches Kontrollventil aufweist. Wie weiter unten anhand der Schaubilder der Fig. 3 bis 5 noch dargelegt wird, verbessert eine derartige Ausgestaltung die Wirkungsweise eines Servoverstärkers, der erfindungsgemäß mit einem Druckspeicher versehen ist.

In Fig. 2 weist das Ausgangs-Steuerglied 153 einen Federspeicher 157 auf. Während die Speicherfeder 16G sich einerseits am Arbeitskalben 132 abstützt, drückt sie andererseits den Speicherkalben 159 gegen eine Schulter 101 der Speicherkammer 158. Das Ausgangs-Steuerglied 153 umfaßt einen im Durchmesser verringerten Abschnitt 102, der in eine Bohrung 103 des Eingangs-Steuergliedes 16*t teles-

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kapartig eingeschoben ist. Das Eingangs-Steuerglied 16*» weist einen größeren wirksamen Durchmesser auf, als das Ausgangs-Steuerglied 153. Zwischen dem Grund 10*» der Bahrung 1D3 und der Stirnfläche 105 des Abschnittes 102 ist ein Druckraum 106 gebildet, in dem eine die beiden Steuerglieder 153 bzw. 163 auseinanderdrückende Druckfeder 107 eingebracht ist. Der Abschnitt 102 ist am Umfang mittels einer Dichtung 1OS gegen die Bahrung 103 gleitbar abgedichtet. Die Steuerkammer 15*» steht über eine radiale Bohrung 109 und eine axiale Bohrung 110 einerseits mit dem Speicherkolben 159 und andererseits über ein Kantrollventil 111 mit dem Druckraum 106 in Verbindung. Das Hontrollventil 111 ist als Rückschlagventil ausgebildet. Es setzt sich zusammen aus einem durch die Bohrung 110 sich mit Spiel erstreckenden Ventilstößel 112, einem kegeligen Schließglied 113, das mit einer Ventilkante 11*» zusammenwirkt, aus einer Ventilfeder 115 und aus einem Stützring 116. Im Ruhezustand hält der Speicherkolben 159 unter der Kraft der vorgespannten Speicherfeder 160 das Kantrollventil 111 geöffnet; der Speicherkalben 159 hebt das Schließglied 113 über den Ventilstößel 112 von den Ventilkante 11** gegen die Kraft der sich am Stützring 116 abstützenden Ventilfeder 115 ab. Die Druckfeder 107 sorgt dafür, daß das Eingangs-Steuerglied 16*» im Ruhezustand gegen den Stützring ' 167 in der Ausgangslage gehalten wird. Die Federkraft der Druckfeder 107 ist dementsprechend geringer gehalten, als die Federkraft der Druckfeder '· 1^8.

Die Wirkungsweise der vorgenannten Einrichtung ist bei ordnungsgemäßem Betriebszustand der gesamten Anlage folgende:

Nach Überfahren der Ausgleichsöffnung 170 baut sich in der Steuerkammer 15*» ein Steuerdruck auf, der - wie zu der Fig. 1 beschrieben -das Servoventil *» steuert. Im Unterschied zur Ausführung in Fig. 1 bleibt der Speicherkalben 159 ganz in der Ausgangsstellung. Da sich infolge der Durchmesserdifferenz von Eingangs- zu Ausgangs-Steuerglied 16*» bzw. 153 letzteres sich weiter nach links bewegt, dringt über das geöffnete Kontrollventil 111 Strömungsmittel in den Druckraum 106. Beim Nachlassen der Eingangskraft dringt das Strömungsmittel wieder in die Steuerkammer 15*» ein, da das Kantrollventil 111 vom Speicherkolben 159 offengehalten wird.

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Bei den oben zur FIg. 1 genannten Fallen van Betriebsstörungen ergibt sich folgendes:

Fall 1 : .

a). Bei Druckausfall in der Arbeitskammer 133 ,d.h. im Verstärkerkreis, entfernen sich zunächst Eingangs- und Ausgangs-Steuerglied 16*ί bzw. 153 voneinander gemäß dem gewählten Hubverhältnis. Der Druck im Steuerraum 15^ steigt so lueit an, bis die Kraft der Speicherfeder 158 überwunden wird und der Speicherkolben 159 sich nach links bewegt. Hierdurch schließt sich das Kontrollventil 111, so daß das Eingangs-Steuerglied 16f* mit dem Ausgangs-rSteuerglied 153 über ein eingeschlossenes Strömungsmittelvolumen starr verbunden ist: Das Hubverhältnis ist bei weiterer Betätigung 1:1. Im Gegensatz zu der zu Fig. 1 beschriebenen ersten Ausführung ist hier ein gewisser Betätigungshub eingespart, denn das Eingangs-Steuerglied 16^ bewegt sich nicht auf das Ausgangs-Steuerglied 153 hin, wenn die Eingangskraft erhöht wird.

b). Bei Druckausfall in der Steuerkammer 15*t, d.h. im Steuerkreis, ergibt sich der vorgenannte Vorteil jedoch nicht, da sich keine Druckmittelsäule zwischen dem Eingangs-und dem Ausgangs-Steuerglied 16*» bzw. 153 aufbaut. Das Eingangs-Steuerglied 16*» kommt vielmehr auf das Ausgangs-Steuerglied 153 nach Zurücklegung eines Leerweges zur Anlage.

Fall 2 :

Falls sich der Ventilschieber a (Fig. 1) nicht bewegen läßt, läuft die Betätigung wie bei Fall 1 ab. Einziger Gegensatz hierzu ist, daß kein Strömungsmittelvolumen aus der Steuerkammer 15k benötigt wird, um den Steuerkolben 21 zu verschieben. In diBsem Fall wird ebenfalls ein gewisser Betätigungshub eingespart, bis das Eingangs-Steuerglied 16^ auf das Ausgangs-Steuerglied 153 zur Auflage kommt und die Betätigung mit dem Hubverhältnis 1:1 erfolgt.

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Fall 3 :

Im Falle eines Verlustes von Strömungsmittel nur im Verstärkerkreis arbeitet der Servoverstärker uie bei Fall 1 a). Im Falle eines Verlustes von Strömungsmittel im Steuerkreis oder in der gesamten Verstärkeranlage arbeitet der Servovarstärker nie bei Fall 1b).

Zu den Schaubildern der Fig. 3 bis 5:

Gezeigt ist die Funktion der FuB- bzu. Reaktianskraft am Elngangs-Steuerglied in Abhängigkeit des erzielten Bremsdruckes bzw. des erzeugten Verstärkungsdruckes am Arbeitskolben.

Mit F ist die FuBkraft, mit p_R der erzeugte Bremsdruck bezeichnet. Mit A ist der Ausgangspunkt, mit B der Bremsbeginn gekennzeichnet. Dieser erfolgt, uenn alle Leeruege im Verstärker und im Bremssystem überwunden sind. Mit C ist der Blockierpunkt bezeichnet, bei dem ein Gbliches, ungeregeltes Bremssystem blockiert. D stellt den Aussteuerpunkt des ServaverstMrkers dar, bei dem der maximal mögliche Verstärkungsdruck dem Servomotor zugeführt wird. Dieser Punkt ist gekennzeichnet durch den maximalen Pumpendruck, vermindert um die Leitungs- und Drosselverluste. Über dem Aussteuerpunkt D erfolgt keine Verstärkung mehr Ober den Verstärkerkreis, jedoch ist eine Erhöhung der FuBkraft F möglich. E stellt den Punkt dar, bei dem eine starre Kopplung von Eingangs-Steuerglied mit dem Ausgangs-Steuerglied erfolgt, d.h. das Eingangs-Steuerglied liegt auf dem Ausgangs-Steuerglied auf. Mit F ist ein Punkt bezeichnet, der durch eine praktisch maximale Fußkraft gekennzeichnet ist. Diese FuBkraft kann z.B. bei Voll- oder Panikbremsung erreicht werden. Mit F endet der Betätigungshub. Mit G ist der Beginn des Rückhubes des Eingangs-Steuergliedes nach einer Bremsung mit maximaler FuBkraft bezeichnet. Bei Punkt H beginnt die Aussteuerung der ServoverstMrkung beim Rückhub. Mit I ist der Punkt bezeichnet, bei dem die maximale Reaktionskraft aus dem ausgesteuerten Bremssystem auf das Eingangs-Steuerglied übertragen uird.

In Fig. it sind für die vorgenannten Größen bzu. Punkte die gleichen Bezeichnungen, aber mit dem Index 1 bezeichnet, da sie sich auf Fig. 1 bezieht. Die Größen und Punkte in Fig. 5 beziehen sich auf die Fig. 2 und sind mit dem Index 2 versehen. 409844/0466

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Diskussion der Kurve in Fig. 3:

Fig. 3 zeigt den Bremsdruck p_R in Abhängigkeit der FuBkraft F bei einem herkömmlichen Servaverstärker, der ein mit Rückschlagventil arbeitendes Steuerventil umfaßt, ωϊε im Stand der Technik beschrieben. Bei einer Betätigung bis maximal zum Aussteuerpunkt D, d.h. bis aberhalb des Blqckierpunktes C eines ungeregelten Bremssystems, ergibt sich beim Rückhub die strichpunktierte Hysteresis-Kurve. Bei einer ,Betätigung mit äußerst hoher FuBkraft bis zum Punkt F ergibt sich demgegenüber bei einer langsamen Senkung der FuBkraft F die Hysteresiskurve F, G, H, I, A. Dieser Verlauf ist aus Versuchen ermittelt morden und wird näher erläutert.

Nach Erreichen des Aussteuerpunktes D beginnt das Rückschlagventil sich zu öffnen und ermöglicht ein Entweichen von Druckmittel aus der Steuerkammer. Hierdurch ist eine Annäherung des Eingangs-Steuergliedes an das Ausgangs-Steuerglied ermöglicht. Diese Steuerglieder kommen im Punkt E, dem Kopplungspunkt, aufeinander zur mechanischen Anlage. Die Steigung der Kurve zwischen D und E ist insbesondere von der Vorspannkraft und der Federrate der Feder des Rückschlagventils abhängig. Oberhalb des Küpplungspunktes E steigt der Bremsdruck p_a proportional zur

FuBkraft F weiter an bis zur angenommenen maximalen FuBkraft, die im Punkt F erreicht ist. Bei langsamer Senkung der FuBkraft F schließt das Rückschlagventil, der Bremsdruck p_R sinkt sehr wenig, bis nach Überwindung aller Verlustkräfte bei Punkt G der Rückhub beginnt. Bei weiterem Nachlassen der FuBkraft F sinkt der Bremsdruck p_n bis zum

P ^ö

Punkt H. Bei Punkt H ist der Steuerdruck in der Steuerkammer derart abgesunken, daß das Steuerventil wieder die Steuerung des Verstärkerdruckes aufnimmt. Das Wachlassen des Verstärkerdruckes führt dazu, daß der auf den Arbeitskalben lastende Bremsdruck eine Reaktionskraft auf das Ausgangs-Steuerglied und somit auf das Eingangs-Steuerglied ausübt. Diese Reaktionskraft führt-zu einer Erhöhung der Fußkraft F bis zum Punkt I. Bei Punkt I ist die Steuerung durch das Steuerventil beendet, der Steuerschieber befindet sich in seiner Ausgangsstellung. Länge und Verlauf der Kurven zwischen H und I ist in erster Linie abhängig von der Geschwindigkeit, mit der das Eincjangs-Steuerglied und somit das Bremspedal losgelassen uird. Es kann gesagt werden: je langsamer, dosierter das Bremspedal gelöst wird, umso rascher steigt die Reaktionskraft bzw. Fußkraft zwischen den Punkten H und I. Unterhalb des Punktes

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I ist der Verstärker ausgeregelt, der Bremsdruck fällt proportional zur FuBkraft bis zum Ausgangspunkt A.

Diskussion der Kurve in Fig. k:

Fig. h zeigt den Bremsdruck p„- in Abhängigkeit der Fußkraft F bei einem Servoverstärker gemäß Fig. 1. Der l/erlauf der Kurve ist bis zum Punkt D₁ im wesentlichen der gleiche wie in Fig. 3. Nach Erreichen des·Punktes D. beginnt der Speicherkolben 59 sich unter dem erhöhten Druck in der Steuerkammer 5** gegen die Kraft der Speicherfeder 60 in die Speicherkammer 58 zu schieben, bis schließlich im Punkt E. das Eingangs-Steuerglied Gk auf das Ausgangs-Steuerglied 53 auftrifft. Die Steigung der Kurve zwischen D- und E. ist insbesondere von der Vorspannkraft und der Federrate der Speicherfeder 6G abhangig. Oberhalb des Kopplungspunktes E- steigt der Bremsdruck p„. proportional zur FuBkraft F - weiter an, bis zur angenommenen maxi-r malen Fußkraft, die im Punkt F- erreicht ist. Im Punkt F- hat die Speicherfeder 60 ihre maximale Vorspannung erreicht. Bei langsamer Senkung der Fußkraft F ,. sinkt der Bremsdruck p_gi sehr wenig, bis nach Überwindung aller Reib-Verlustkräfte bei Punkt B- der Rückhub beginnt. Bei weiterem Nachlassen der Fußkraft F - sinkt der Bremsdruck P₀- ebenfalls. Der Speicherkolben 59 bewegt sich allmählich wieder in seine Ausgangs-Stellung* Während der Speicherkolben 59 für einen Wiedereintritt des Druckmittels sorgt, wird die Speicherkammer 5ß über die Arbeitskammer 33 wieder von der Pumpe 2 mit Druckmittel versorgt. Infolge der üblichen hohen Leistung einer derartigen Servopumpe und infolge des¹ relativ dazu geringen Speichervolumens erfolgt der Vorgang kontinuierlich. Wenn der Speicherkolben 59 in seine Ausgangsstellung zurückgekehrt ist, nimmt das Servoventil k seine Steuerung wieder auf. Im Gegensatz zum Kurvenverlauf in Fig. 3, konnte ein dem Punkt H in Fig. 3 äquivalenter Punkt bei Versuchsmessungen nicht Festgestellt werden. Der Übergang von der Steuerung oberhalb des Aussteuerpunktes zu der Steuerung unterhalb davon ist also ein glatter. Bei weiterem Nachlassen der FuBkraft F - wird der Steuerkolben 21 wie-

pi

der allmählich in seine Ausgangsstellung nach rechts verschoben. Während dieses Teiles des Rückhubes ist das Verhältnis von Fußkraft F zur Bremsdruck p„ nahezu proportional. Das Eingangs-Steuerglied 6*» löst sich wieder vom Ausgangs-Steuerglied 53 infolge der hydraulischen Übersetzung, bis schließlich die Dichtmanschette 65 wieder die Aus-

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gleichsöffnung 70 überfährt und der Bremsdruck p». auf den Ausgangspunkt A₁ abgefallen ist.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die Anordnung des Federspeichers 57 zwischen der Steuerkammer 54 und der Arbeitskammer 33 bewirkt, daß ein plötzlicher ReaktiDns-Druckstoß - wie zwischen den Punkten H und I in Fig. 3 - vermieden ist. Somit ist ein dosiertes Nachlassen der Dremskraft aus Bremsungen oberhalb des Aussteuerpunktes des Servaverstärkers ermöglicht; dies ist insbesondere bei einer Bremsbetätigung mit geregelten Bremskreisen sehr vorteilhaft.

Diskussion der Kurve in Fig. 5:

Fig. 5 zeigt den Bremsdruck p„„ in Abhängigkeit der FuBkraft F „ bei einem gemäß Fig. 2 abgewandelten Servoverstärker. Der V/erlauf der Kurve ist bis zum Punkt D„ im wesentlichen der gleiche wie in Fig. 4. Bei weiterer Erhöhung der Fußkraft F „ beginnt der Speicherkolben 159 sich gegen die Kraft der Speicherfeder 160 in die Speicherkammer 15B zu schieben. Hierdurch verliert der Ventilstößel 112 seine Abstützung, so daß das Schließglied 113 auf die Ventilkante zur Auflage gelangt: das Kontrollventil 111 ist geschlossen. Bei weiterer Erhöhung der Fußkraft F „ wirkt das im Druckraum 106 - der nun entsprechend der hydraulischen Übersetzung gegenüber Fig. 2 vergrößert ist - enthaltene Druckmittel als inkompressibler Puffer zwischen Eingangs-Steuerglied 164 und Ausgangs-Steuerglied 153. Infolgedessen steigt bei weiterer Erhöhung der Fußkraft F „ der Bremsdruck P_B2 proportional. Tatsächlich kann bei Bemessung eines geringen Öffnungsspieles, z.B. von 1 mm, des Kontrollventils 111 kein dem Punkt E, in Fig. 4 äquivalenter Punkt festgestellt werden. Dieser Punkt E„ fällt vielmehr mit D„ zusammen. Das bedeutet eine verbesserte Annäherung der Kurve an einen proportionalen Verlauf und eine bessere Bemessung des Bremsdruckes p_R? ^ⁿ Abhängigkeit der FuBkraft F „ oberhalb des Aussteuerpunktes D„ Erst die Verwendung eines durch den Druck des Druckspeichers, d.h. durch die Druckdifferenz zwischen Steuerkammer 154 und Arbeitskammer 133 (Fig. 2.) gesteuerten Bauteils - Speicherkolben 159 - war diese Verbesserung ermöglicht.

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tilie schon dargslsgt, treten die Vorteile der Erfindung Erst übEr dsm AussteuErpunkt D. bzw. D„ dEs ServavsrstärkErs in Erscheinung. Auch ÜEgt dar AusstEUsrpunkt D, bzu. D„ in dsr Regel über dEm BlockiErpunkt C₁ bzu. C„, bei dsm ein Blockieren sines ungeregelten BrEmssystems erfolgt. Nsben dem schon erwähnten Fall einer Verwendung in einem geregelten Bremssystem kommt ein weiterer Fall in Betracht, bei dem_idiese Vorteile bei gebräuchlichen, ungeregelten Bremssystemen ins Gewicht fällt. Dieser h. Fall ist gegeben, wenn der Aussteusrpunkt D. bzw. D_ unter den Blockierpunkt C. bzu. C„ abfallt. Ein Abfallen bis auf den Punkt B. bzu. Q stellt einen Totalausfall des Verstärkerdruckes dar und uurde schon oben beschrieben. Der Punkt D. bzu. D_ kann jedoch auch zwischen C₁ und B₁ zwischen C„ und B„ liegen. Beispielsweise kann die Pumpe 2 infolge anderweitiger Einwirkungen, uie z.B. Riemenschlupf bei Keilriemenantrieb, mit verminderter Leistung arbeiten, so daß der Pumpendruck z.B. nur zur Hälfte zur Verfugung steht. Die gleiche Wirkung hat sin Verklemmen des Ventilschieber3 B (Fig. 1) in seiner Mittellage. In diesen Fällen ergibt sich der in den Fig. h und 5 strichpunktiert dargestellte Verlauf mit denselben schon geschilderten Vorteilen.

ülie schon aus dem angezogenen Stand der Technik bekannt, sind Abwandlungen baulicher Art im Rahmen der Erfindung möglich und hier nicht näher zu erläutern.

Jedoch ist die Erfindung nicht auf die Anordnung des Druckspeichers innerhalb des Servomotors 5 beschränkt. Der Druckspeicher kann vielmehr räumlich an beliebiger Stelle angeordnet sein, solange er den ' Drücken der Steuerkammer einerseits und der Arbeitskammer andererseits ausgesetzt ist. Er kann z.B. auch zwischen den Leitungen 35 und 69 Dder innerhalb des Steuerkolbens 21 zwischen der Öffnung 23 und dem Längskanal 20 des Servoventils if angeordnet sein.

/ Ansprüche

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Claims

Ansprüche

1.1.) Servo verstärker mit einer in einem VentilgehäusB verstellbaren ServovBntilanordnung zur Steuerung eines veränderlichen Strömungsmitteldruckes, der an einem dichtend in einer Arbeitskammer eines Servomotors einsitzenden ArbeitskDlben angreift, derart, daß die Servoventilanordnung in Abhängigkeit vom Steuerdruck eines in einer Steuerkammer enthaltenen inkompressiblen Strömungsmittels betätigbar und der Steuerdruck in Abhängigkeit von der Verschiebung eines Eingangs-SteuBrgliedes und eines mit dem Arbeitskolben kraftleitend verbundenen Ausgangs-Steuergliedes in der Steuerkammer veränderbar ist, gekennzeichnet durch einen auf den Druckunterschied zuiischen Steuerdruck und Arbeitsdruck ansprechenden Druckspeicher (Federspeicher 57 bzu. 157),

γ der bei Erreichen eines vorgegebenen Druckunterschiedes ein Entweichen des Strömungsmittels aus der Steuerkammer (5<t; 15*0 ermöglicht und nach Unterschreiten des Druckunterschiedes ein tiliedereintreten des entwichenen Strömungsmittels in die Steuerkammer (54;154) sichert.

2. ServoverstMrker nach Anspruch 1, bei dem die Arbeitskammer in einem Servomotor-Gehäuse mit einer den Arbeitskolben gleitend aufnehmenden Bohrung gebildet ist, die Steuerkammer neben der Arbeitskammer im Servomotor-Gehäuse angeordnet ist und diese Kammern hydraulisch gegeneinander abgedichtet sind, indem ein Betätigungsabschnitt des Arbeitskolbens dichtend im Gehäuse einsitzt, in die Steuerkammer ragt und das Ausgangs-Steuerglied bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (Federspeicher bzw. 157) innerhalb des Ausgangs-SteuergliedeB (53 bzw. 153) angeordnet ist.

3. Servaverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherkammer (58 bzw. 15B) des Druckspeichers (Federspeicher 57 bzu. 157) konzentrisch zur Arbeitskammer (33) angeordnet ist.

4. Servoverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher als Federspeicher (57 bzu. 157) mit einer Speicherkammer (58 bzui, 158), einem Speicherkolben

4 O 9 8 4 4 / O 4 6 B

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(59 bziü. 159) und einer Speicherfeder (60 bzu. 160) ausgebildet ist.

5. Servoverstaxker nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß der SpeicherkDlben (59) unter der V/arspannkraft der Speicherfeder (60) am Eingangs-Steuerglied (Bh") anliegt.

6. Servoverstirker nach Anspruch k oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkolben (59) als Stufenkolben ausgebildet ist, dessen größere Stufe gegen die Speicherkammer (58) mittels einer Dichtung (62) flüssigkeitsdicht abgedichtet ist sowie von der Speicherfeder (60) beaufschlagt wird und dessen kleinere Stufe sich mit Spiel durch eine zentrische, im Vergleich zum Durchmesser der größeren Stufe kleineren Bohrung (63) des Ausgangs-Steuergliedes (53) erstreckt und mit seiner Stirnfliche auf der StirnflSche des Eingangs-Steuergliedes (6Ό aufliegt.

7. ServoverstSrker nach Anspruch 5 oder 6, bei dem das Eingangs-Steuerglied in der Steuerkammer derart angeordnet ist, daß es bei Ausfall des Steuerdruckes auf das Ausgangs-Steuerglied auftrifft und dadurch eine mechanische Betätigung des Arbeitskolbens ermöglicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangs-Steuerglied (6Ό erst nach Verschiebung des Speicherkolbens (59) um einen vorbestimmten Weg einen Steuerdruck auf das Ausgangs-Steuerglied (53) erzeugt.

8. Servoverstärker nach einem der Ansprüche h bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangs-Steuerglied (6*t) als hydraulischer Kolben ausgebildet ist, der von der SpBicherfeder (60) in einer durch Anschlag (Sprengring 6*0 begrenzten Ausgangsstellung gehalten wird.

9. ServoverstSrker nach Anspruch 8, bei dem der Arbeitskolben von einer vorgespannten Druckfeder in einer durch Anschlag begrenzten Ausgangsstellung gehalten uird, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherfeder (60) eine geringere Vorspannkraft aufweist

U 0 9 8 U U I 0 4 6 b

-Zk-

als die Druckfeder C+8) des Arbeitskalbens (32).

10. ServDverstSrker nach einem der Ansprüche 1 bis k, bei dem das Eingangs-Steuerglied eine größere wirksame QuerschnittsflMche auf dielst als das Ausgangs-Steuerglied, dadurch gekennzeichnet, daß diese Glieder (153,163) teleskopartig ineinander geschoben sind und zwischen sich einen Druckraum (106) bilden, und daß der Druckraum (106) mit dem Steuerraum (15Ό über ejn Kontrollventil (111) verbunden ist, das die Verbindung überwacht und das von einem Glied (Speicherkolben 159) des unbeanspruchten Druckspeichers (Federspeicher 157) offengehalten, bei beaufschlagtem Druckspeicher (Federspeicher 157) jedoch zwangsweise geschlossen ist. ^:

11. ServoverstSrker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontrollventil (111) innerhalb des Ausgangs-Steuergliedes (Abschnitt 102) angeordnet ist.

12. ServoverstSrker nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schließglied (113) des Kontrollventils (111) unter der Kraft einer sich am Ausgangs-Steuerglied (153) abstützenden Ventilfeder (115) in der Offenstellung an dem Speicherkolben (159) eines Federspeichers (157) und in der Schließstellung an einer Ventilkante (11*0 des Ausgangs-Steuergliedes (153) dichtend anliegt.

13. ServoverstMrker nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangs-Steuerglied (161») als hydraulischer Kolben ausgebildet ist, der von einer im Druckraum (106) angeordneten, sich am Ausgangs-Steuerglied (153) abstützenden Druckfeder (107) in einer durch Anschlag (Sprengring?67) begrenzten Ausgangsstellung gehalten wird.

1l·. ServoverstSrker nach Anspruch 13, bei dem der Arbeitskolben von einer vorgespannten Druckfeder in einer durch Anschlag begrenzten Ausgangsstellung gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (107) im Druckraum (106) eine geringere Vorspannkraft aufweist als die Druckfeder 04B) des Arbeitskalbens $32).

127-D

15. Servoverstürker nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daB der Arbeitskalben (32) mittels Gleit-Paßsitz gegen eine Niederdruckkammer (36) abgedichtet ist, die Ober eine Leitung (17) mit dem Vorratsbehälter (13) in Verbindung steht.

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