DE1650530C - Umschaltventil für strömende Medien, insbesondere für ein hydraulisches Verstellgerät - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Umschaltventil für strö- Kolben eines Verstellgerätes anliegen, der direkt in

mende Medien, insbesondere für ein hydraulisches den Druckraum hineinragt,

Verstellgerät, mit zwei koaxialen Verschlußelemen- Schließlich ist als Weiterbildung der Erfindung vor-

ten, von denen ein Verschlußelement zum öffnen gesehen, daß die Steuerstange und der Kolben koaxial

bzw. Schließen einer zu einem Druckraum führenden 5 angeordnet sind und mit ihren Stirnflächen nahe vor-

Eirigangsleitung und das andere Verschlußelement einanderstehen.

bei abgesperrter Eingangsleitung zur Freigabe einer Bei dem Umschaltventil nach der Erfindung sind

an den Druckraum angeschlossenen Entlastungs- die beiden Verschlußelemente nicht, wie bei der be-

leitung dient. kannten Ausführung, hintereinander, sondern koaxial

Aus der französischen Patentschrift 1 273 935 ist io ineinander nach Art einer Schraubenmutter und ein Umschaltventil für strömende Medien mit einem einem schraubbar in dieser geführten Schräuben-Drehring als Steuerelement bekannt, das im wesent- bolzen angeordnet. Diese beiden Verschlußelemente liehen einen Kolben und zwei mit diesem zusammen- sind mit Hilfe einarmiger Hebel relativ zueinander wirkende, konzentrisch angeordnete Verschluß- drehbar und gemeinsam in einer Bohrung des Geelemente enthält. Von den beiden Verschlußelemen- 15 häuses verschiebbar gelagert. Durch eine Verändeten dient ein unter der Einwirkung der Kraft einer rung der relativen Lage der beiden Verschluß-Rückstellfeder stehende^ Verschlußelement zum off- elemente kann die Eingangsleitung freigegeben bzw. nen bzw. Schließen einer zu einem Druckraum füh- versperrt oder die Entlastungsleitung geöffnet renden Eingangsleitung und das andere Verschluß- werden.

element, das mit dem Drehring in Verbindung steht, 20 Durch die Kombination des Umschaltventils mit

bei abgesperrtei Eingangsleitung zur Freigabe einer einem hydraulischen Verstellgerät kann auf einfache

an den Druckraum angeschlossenen Entlastungs- Weise die Differenz der Bewegungen von zwei ver-

leitung. Mit dem Schließen dieses Versriilußelements schiebbaren Organen abgetastet werden, von denen

durch Betätigung des Drehrings wird bei entsprechen- das eine Organ eine Steuerstange und das andere

der Weiterdrehung des Drehrings das andere Ver- 35 Organ ein Verstellorgan zur Ausführung einer

Schlußelement gegen die Kraft der Rückstellfeder von Arbeitsbewegung darstellt. In dieser Ausführungs-

seinem Sitz abgehoben. form eignet sich das Umschaltventil besonders für die

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Um- Verwendung in einer hydraulischen Bremsanlage

schaltventil für strömende Medivn zu achaffen, das eines Kraftfahrzeuges.

aus leicht herstellbaren, aber zuvei lässig prbeitenden 30 Wenn nämlich die Steuerstange mit dem Brems-

Bauteilen besteht, die nicht zu Undichtigkeiten wäh- . pedal und der als Verstellorgan dienende Kolben mit

rend des Betriebs neigen, und das sich besonders für dem Hauptbremszylinder verbunden ist, wird jede

die Steuerung eines hydraulischen Verstellgerätes Bewegung des Bremspedals praktisch verzögerungs-

eignet, mit dem es vorteilhafterweise baulich ver- frei in eine proportionale Bewegung des Arbeits-

einigt wird. ₃₅ kolbens bei gleichzeitiger Kraftverstärkung um-

Die gestellte Aufgabe wird bei einem Umschalt- gewandelt.

ventil der eingangs genannten Ar^f gemäß der Erfin- Da die sogenannte Totzeit bei der Einrichtung

dung dadurch gelöst, daß die Verschlußelemente aus nach der Erfindung außerordentlich gering ist, eignet

einer nach Art eines Kolbens in einer Bohrung eines sie sich auch für eine Nachfolgesteuerung.

Gehäuses geführten Mutter und einem in der Mutter 40 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

schraubbar sitzenden Schraubenbolzen bestehen, daß Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher

die Verschlußelemente gegeneinander und in bezug erläutert. Es zeigt

auf das Gehäuse drehbar und verschiebbar sind und F i g. 1 einen Längsschnitt in bezug auf die Dreh-

daß für eine Drehverstellung eines der beiden V.r- achse der koaxialen Verschlußelemente eines Um-

schlußelemente mit einer Steuerstange und das andere 45 schaltventil und

mit einem Verstellorgan verbunden ist, das unter der F i g. 2 eine Schnittansicht auf die Stirnseite der

Einwirkung des in dem Druckraum herrschenden koaxialen Verschlußelemente in einer Ebene der

Flüssigkeitsdruckes und einer diesem entgegenwirken- Linie I-I der Fig. 1.

den Rückstellkraft steht. Das Umschaltventil enthält ein Gehäuse 1 mit einer

Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht 50 zylindrischen Bohrung 2. Am Boden 3 der Bohrung 2

darin, daß als Ventilsitzglied in der Bohrung ein befindet sich eine Öffnung 4 für den Anschluß einer

federbelasteter Kolben mit einer zentralen, durch den nicht dargestellten Eingangsleitung.

Schraubenbolzen verschließbaren Bohrung angeord- In der Bohrung 2 ist ein Kolben S mit einem

net ist und daß die Mutter einen vorstehenden Rand Dichtring 6 frei verschiebbar gelagert, der auf der

aufweist, für den der äußere Bereich de» Kolbens als 95 dem Boden i der Bohrung 2 abgewandten Seite mit

Sitzflache dient. einer ringförmigen Sitzflache versehen ist. Der KoI- Nach einer Weiterbildung der Erfindung begrenzt ben 5 weist eine zentrale axial verlaufende Bohrung?

die Mutter mit ihrem Rand in Verbindung mit dem auf und liegt an seiner dem Boden i zugewandten

Kolben einen Hohlraum, der durch einen die Mutter Seite an einer Schraubenfeder 28 an, die sich am

in Längsrichtung durchsetzenden Kanal mit dem 60 Boden 3 abstutzt. Die Sitzflache des Kolbens S

Druckraum in Verbindung steht und wahlweise mit arbeitet mit zwei In bezug auf die zentrale Achse der

der Eingangs· bzw. Entlastungsleitung verbindbar ist. Bohrung 2 koaxial angeordneten Verschlußelemen-

Es ist ferner eine Ausgestaltung der Erfindung vor- ten zusammen, die durch eine Mutter 8 und einen

gesehen, gemäß der der Schraubenbolzen und die Schraubenbolzen 9 gebildet werden.

Mutter jeweils mit einem Hebel verbunden sind, die 6$ An der inneren Stirnseite der Mutter 8 befindet

unter der Spreizwirkung einer Feder stehen und mit sich ein vorstehender Ringrand 10, der sich in der

ihren freien Enden einerseits an der Steuerstange und Schließstellung dichttchileßend auf die Sitzflache des

anderere*«λ an einem als Verstellorgan dienenden Kolbens S legt und einen Hohlraum 11 begrenzt. Zur

Abdichtung der Mutter 8 in der Bohrung 2 dient ein Dichtring 12.

Die Mutter 8 enthält einen in Längsrichtung sich erstreckenden Kanal 13, der den Hohlraum Il mit einem Druckraum 14 in einem anschließenden Gehäuseteil 1 α verbindet.

Am inneren Ende der Mutter 8 ist am Umfang eine Eindrehung 15 vorgesehen, durch die in Verbindung mit der Wandung der Bohrung 2 und dem Kolben 5 ein Ringraum 16 entsteht, in den eine Öffnung 17 für den Anschluß einer nicht dargestellten Entlastungsleitung mündet.

Für die Betätigung der Verschlußelemente 8,9 sind an diesen zwei einarmige Hebel 18, 19 befestigt, die gegen die Spreizwirkung einer Feder 20 gegeneinander bewegbar sind. Das Ende des Hebels 18 stützt sich an einer Schulter 21 einer Steuerstange 22 ab, die eine Bewegung in Richtung des Pfeiles ρ ausführen kann, während der Hebel 19 sicii mit seinem Ende an einem als Verstellorgan dienenden Kolben ao abstützt. Der Kolben 23 hat einen größeren Durchmesser als die Steuerstange 22 und ist vorzugsweise koaxial in bezug auf die Steuerstange angeordnet. Zur Abdichtung der Steuerstange 22 und des Kolbens 23 in bezug auf den Druckraum 14 sind »5 wiederum Ringdichtungen 24, 25 vorgesehen.

Die Arbeitsweise des Umschaltventils ist folgende: Wenn die Flüssigkeit durch die Eingangsleitung und die Öffnung 4 in den anschließenden Raum eingetreten ist, sind folgende Betriebszustände einstellbar:

1. Das innere Ende des Schraubenbolzens 9 befindet sich in derselben Querebene wie die Stützfläche des Ringansatzes 10 der Mutter 8. In diesem Fall liegen der Schraubenbolzen und der Ringansatz an der Sitzfläche des Kolbens 5 an. Die Bohrung 7 ist verschlossen, und es kann keine Flüssigkeit in den Hohlraum 11 gelangen. Das Umschaltventil befindet sich in der neutralen Stellung.

2. Die Mutter 8 steht weiterhin gemäß der in F i 'j. I wiedergegebenen Stellung mit der Dichtfläche des Kolbens 5 in Berührung. Der Schraubenbolzen 9 wird mit Hilfe des Hebels 18 im Sinne des Abhebens von der Dichtfläche des Kolbens 5 gedreht. Die Flüssigkeit gelangt nun in den Hohlraum 11 und von hier durch den Ka.ial 13 in den Druckraum 14. Der Kolben 23 führt unter der Einwirkung des Drucks der Flüssigkeit in bezug auf die Darstellung in in F i g. 2 eine Bewegung nach rechts aus, was zur Folge hat, daß der Hebel 19 unter der Einwirkung der Kraft der Feder 20 sich ebenfalls im Sinne einer Drehung nach rechts bewegt und dadurch die Mutter 8 so weit dreht, daß sie ihre ursprüngliche relative Lage in bezug auf den Schraubenbolzen 9 wieder einnimmt. Die Zufuhr der Flüssigkeit durch die Bohrung 7 wird beim Erreichen dieser Lage unterbrochen.

3. Der Hebel 18 führt durch Zurückziehen der Steuerstange 22 in bezug auf die Darstellung in βο F i g. 2 eine Dünung nach links aus. Hierdurch wird der Schraubenbolzen 9 weiter in die Mutter 8 eingedreht, so daß das innere Ende in bezug auf den Ringansatz 10 der Mutter 8 vor* steht. Der Hohlraum 11 steht nunmehr bei ver- äs schlossener Eingangsleitung über die Öffnung

17 mit der Bntiastungsleitung in Verbindung. Mit dem Abfließen der Flüssigkeit aus dem Druckraum 14 dringt der Kolben 23 wieder mehr in den Druckraum 14 ein und bewegt den Hebel 19 entgegen dem Uhrzeigersinn, bis der Ringansatz 10 an der Sitzfläche des Kolbens 5 anliegt und durch die Unterbrechung des Abfließens der Flüssigkeit der Kolben 23 zum Stehen kommt.

Die Konstruktion des Umschaltventils ist sehr einfach und, was besonders hervorgehoben werden muß, !eicht zu verwirklichen, weil die Bohrung 2 bei der Bearbeitung keine große Genauigkeit erfordert, da die Dichtungen 6 und 12 ohne Schwierigkeit eine zuverlässige Abdichtung bewirken.

Die Gefahr von Undichtigkeit ist sehr gering, da das Umschaltventil nach dem Prinzip eines Hahnes mit einer Druckkraft arbeitet, die nur eine Funktion des Flüssigkeitsdruckes ist.

In den Fällen, in denen die Bewegungsamplitude für die Ausführung der Drehbewegung des Schraubenbolzens schwach sein muß, kann man einen Schraubenbolzen mit einem Mehrfachgewinde mit großer Steigung benutzen. Eine solche Ausführung kann vorteilhaft sein, wenn das Umschaltventil für die Speisung einer Einrichtung mit einem Steuerkommando (Nachfolgesteuerung) benutzt wird, bei der das Ventil tatsächlich nur in Abhängigkeit von der relativen Bewegung von zwei Stellgliedern und nicht von ihrer absoluten Bew.egung gesteuert wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Umschaltventil mit einer sehr geringen Totzeit zwischen den Funktionen des Eintretens und des Ausströmens der Flüssigkeit arbeitet, weil es hierfür nur auf die relative Elastizität der Verschlußelemente in bezug auf ihre Sitzflächen ankommt.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Umschaltventil für strömende Medien, insbesondere für ein hydraulisches Verstellgerät, mit zwei koaxialen Verschlußelementen, von denen ein Verschlußelement zum öffnen bzv/. Schließen einer zu einem Druckraum führenden Eingangsleitung und das andere Verschlußelement bei abgesperrter Eingangsleitung zur Freigabe einer an den Druckraum angeschlossenen Entlastungsleitung diint, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußelemente aus einer nach Art eines Kolbena in einer Bohrung (2) eines Gehäuses (1) geführten Mutter (8) und einem in der Mutter (8) schraubbar sitzenden Schraubenbolzen (9) bestehen, daß die VerschluEelemente gegeneinander und in bezug auf das Gehäuse (1) drehbar und verschiebbar sind und daß für eine Drehverstelluiig eines der Verschlußelemente mit einer Steuerstange (22) und das andere mit einem Verstellorgan (23) verbunden 1st, das unter der Bin* wirkung des in dem DruckmuM (14) herrschenden Flüssigkeitsdruckes und einer diesem ent* gegenwirkenden Rückstellkraft steht.

   2. Umschaltventil nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß als Ventilsitzglied in der Bohrung (2) ein federbeiasteter Kolben (S) mit einer zentralen, durch den Schraubenbolzen (9) verschließbaren Bohrung (7) angeordnet ist und daß die Mutter (8) einen vorstehenden Rand¹ (10) aufweist, für den der äußere Bereich des Kolbens (S) als Sitzflache dient.

   λ Umschaltventil nach Anspruch 2, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Mutter (§) mit ihrem Rand (10) in Verbindung mit dem Kolben (β) einen Hohlraum (11) begremzt, der durch einen die Mutter (I) In Längsrichtung durchsetzenden Kanal (13) mit dem Dnttkraum (14) in Verbin* ί dung steht und wahlweise mit der Eingangs* fs**, ßntfastungsieitung verbindbar ist.

   4. Umschaltventil nach einem der Anspruch* 1 bit 3. dadu«h gekenrntelehnet, daß der Schraubenbolzen 19) und die Mutter (I) jeweils i· mit einem Hefe«) (11» If) verbunden sind, die unter der Spretewirkung einer Feder (20) stehen und mit ihren freien Ende» einerseits an der Steuerstange (12) und andererseits an einem als Versteltorgan dienenden Kolben (Ii) eines VerstetlgerHtes anliegen, der direkt In den Druek* raum (14) hineinragt«

   5. Umschaltventil nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer* stange Ul) und «er Kolben (23) keaslal angeofd* net sind und mit ihren StIm(IIeNn nahe vorein* andefsfetwn.

   ttlerau i filatt Zelehflungen