DE1922024C3 - Steuerventil, insbesondere für blockiergeschützte Bremsanlagen - Google Patents

Description

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Die" Erfindung bezieht sieh auf ein Steuerventil, insbesondere für blockiergeschützte Sremsanlagen, mit einem Gehäuse, in welchem eine Eintrittskammer und eine Austriitskammer, die alternativ mit der Atmosphäre verbindbar ist, gebildet sind, und mit einem in Richtung seiner Achse verschiebbaren Venlilglied, welches durch eine biegsame Membran, die am Außenumfang am Gehäuse und am Innenumfang am Ventilglied befestigt ist, abgestützt ist und welches an einem Ende einen Kopf trägt, der in einer ersten axialen Stellung des Ventilglißdes mit einem am Jjehäuse gebildeten Ventilsitz im Eingriff steht, so daß keine Verbindung zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer, jedoch eine Verbindung zwischen der zweiten Kammer und der Atmosphäre besteht, und der in einer zweiten axialen Stellung des Ventilgliedes mit einem anderen am Gehäuse gebildeten Ventilsitz im Eingriff steht, so daß eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer gebildet und die Verbindung der zweiten Kammer mit der Atmosphäre abgeschlossen ist.

Bei einem bekannten Steuerventil der genannten Art (FR-PS IJ 57 266) ist das Ventilglied mittels einer einzigen Membran abgestützt, die gleichzeitig dazu dient, Bewegung des Ventilgliedes hervorzurufen, wenn die Membran auf der einen oder auf der anderen Seite mit Arbeilsmitteldruck beaufschlagt wird. Die Betätigung eines solchen Steuerventils ist umständlich und erfordert relativ große Kräfte. Dennoch spricht das bekannte Steuerventil vergleichsweise langsam an. was beispielsweise bei blockiergeschutzten Bremsanlagen nachteilig! ist. bei denen das Steuerventil auf Betätigung durch eine elektrische Einrichtung schnell ansprechen soll, wenn bei einem Fahrzeug ein Blockieren der Bremsen unmittelbar bevorsteht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Steuerventil der einleitend genannten Art so auszuführen, daß schnelles Ansprechen des Ventils erhalten wird. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß das Ventilglied durch zwei biegsame Membranen abgestützt ist. von denen die eine eine Begrenzung der ersten Kammer bildet, und von denen die andere am Außenumfang am Gehäuse und am Innenumfang am Venlilgliedkopf befestigt und mit öffnungen versehen ist, und daß die der ersten Kammer zugewandte, dem Strömungsmitteldruck ausgesetzte wirksame Fläche der ersten Membran <ier der ersten Kammer zugewandten, dem Strömungsmitteldruck ausgesetzten wirksamen Fläche des Ventilgliedkopfes gleich ist.

Bei einem Steuerventil gemäß der Erfindung dienen die beiden Membranen lediglich dazu, das Ventilglied praktisch rcibungsfrei abzustützen. Dadurch ist ein schnelles Ansprechen des Ventils schon bei geringen Betäligungskraften gewährleistet, auch unter Berücksichtigung der Tatsache, daß das Ventilglied gewöhnlich durch den Arbcitsmittcldruik nicht in einer solchen Weise belastet ist. daß seine Betätigung aus seiner einen in die andere Stellung durch ilen Arbeitsmiiteldruck behindert wird

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen unter Schill/ gestellt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der /eich nung beispielsweise erläutert.

Fig, I ist eine scheiiiatische axiale Schnittansicht eines Steuerventils gemäß der Erfindung;

Pig.2 ist eine schematische üxtalc Schnittansicht eines abgewandelten Steuerventils gemäß der Erfindung,

Bei der in Pig. I wiedcrgcgebäffeii ersten Ausführungsform Umfaßt ein Steuerventil für eine blockierge-

schützte Fahr/eugbremsanlage mit einem Ventilkörper, der aus einem hohlen zylindrischen Gehäuse 1 und zwei Stirnplatten 2, 3 gebildet ist, die an dem Gehäuse 1 mittels Bolzen 4 befestigt sind, die durch in dem Gehäuse 1 und den Stirnplatten 2, 3 gebildete Bohrungen hindurchgehen und mit Gewindeenden versehen sind, auf die Muttern 5 aufgeschraubt sind.

Ein Ventilglied 6 ist in einer Ventilkammer 7, die von der inneren Urrtfangsfläche des Gehäuses 1 begrenzt ist, mittels einer ersten und einer zweiten biegsamen ringförmigen Membran 8 bzw. 9 abgestützt, die beispielsweise aus Polyurethan gebildet sind und deren jede an ihrem Außenumfang an dem Gehäuse 1 und an ihrem Innenumfang an d^m Ventilglied 6 befestigt ist.

Das Ventilglied 6 ist in der Ventilkammer 7 axial bewegbar und weist einen Ventilstößel in Form einer Schraube auf, der mit einer Hülse 11 versehen ist. Der Innenurnfang der ersten Membran 8 ist zwischen dem einen Ende der Hülse Il und einem Endstück 12 eingeklemmt, das an dem Gewindeende des Ventilstößels 10 angebracht ist. Der Außenumfang der ersten Membran 8 ist an einer in der Ventil-ammer 7 ausgebildeten Ringschulter mittels eines hohlzylindnsehen Abstandsteils 13 festgelegt, der axial gegen die Schulter gedruckt wird, wenn die Stirnplatte 2 an dem Gehäuse 1 befestigt wird.

Ein aus zwei Teilen bestehender Ventilgliedkopf 14 ist zwischen dem Kopf des Ventilstößel 10 und der Hülse Il befestigt. Der Innenumfang der /weiten Membran 9 ist zwischen den beiden Teilen des Ventilgliedkopfes 14 und ihr Außenumfang /wischen der Stirnplatte 3 und dem Gehäuse 1 eingeklemmt.

Der Innenumfang des Gehäuses 1 ist so gestaltet, daß ein erster Ventilsit/ 15 geschaffen ist. mit dem ein federndes Dichtungsglied 16 in Form eines in dem Ventilgiiedkopf 14 eingebetteten Kautschukringes in Eingriff treten kann. Der erste Ventilsit/ 15 unterteilt die Ventilkammer 7 in eine erste Kammer 17. der an einem Ende durch die erste Membran 8 verschlossen ist. und eine zv eite Kammer 18. ao

Die Stirnplatte 3 ist mit einer zentralen öffnung 19 versehen, die von einem /weiten Ventilsitz 20 umgren/i ist, mit dem ein /weites federndes Dichtungsglied 21 in Form eines in dem Ventilgliedkopf 14 eingebetteten Kautschringes in F.ingriff treten kann.

In dem Gehäus; 1 sind zwei Ve: tilöffnungen 22, 23 gebildet, die jeweils mit einem der beiden Kammern 17 und 18 der Veiiiilkammer 7 in Verbindung stehen.

Das Ventilglied 6 ist /wischen zwei Stellungen bewegbar, und /war /v «sehen einer ersten Stellung, in der de Ventilgliedkopf 14 abdichtend auf den ersten Ventilsitz 15 ruht, und ein<:r /weiten Stellung, in der der Veniilj»liedkopf 14 auf den /weiten Ventilsitz 20 drückt. Die /weite Membran 9 ist mit mehreren Öffnungen 24 versehen. Inder eisten Stellung des Ventilgliedes 6 kann Arbeitsmittel /wischen der /weiten Kammer 18 und der in der Slirnplatte 3 gebildeten öffnung 19 strömen. In der /weiten Stellung des Ventilgliedes 6 kann Arbeitsmittel /wischen den beiden Kammern 17 und 18 strömen. bo

Eine Sehraubendmekfeder 25, die den Ventilstößel 10 gleichachsig umgibt und zwischen einem dem Ventilsitz 15 benachbarten Teil einer Widcrlagerfläche Und der Hülse 11 angeordnet ist, drückt das Ventilglied 6 in die erste Stellung.

Eitle Schubstange 26, die durch eine ifi der Slirnplatte 1 gebildete Axialbohrung, verschiebbar hindurchgeht, ist an einem Plunger 27 befestigt, der in einer nicht dargestellten Magnetspule verschiebbar ist, das in einem an der Stirnplaite 2 befestigten Joch 28 angeordnet ist Die Schubstange 26 berührt das Gewindeende des Ventilstößels !0, so daß bei der Erregung der Magnetspule, durch welche die Schubstange 26 relativ zu der Ventilkammer 7 einwärts bewegt wird, eine Bewegung des Ventilgliedes 6 bus der ersten Stellung in die zweite Stellung hervorgerufen wird. Die Sehraubendmekfeder 25 bewirkt eine Rückführung des Ventilgliedes 6 in die erste Stellung, wenn die Erregung der Magnetspule aufhört.

Der Ventilkammer 7 wird durch einen Einlaß 22 hindurch Druckluft zugeführt. Die Öffnung 19 in der Stirnplatte 3 ist dem Atmosphärendruck ausgesetzt.

Eine Auslaßleitung ist an die Ventilöffnung 23 angeschlossen, um die zweite Kammer 18 mit der Bremse (nicht dargestellt) zu verbinden.

In der ersten Stellung des Ventilgliedes 6 ist die zweite Kammer 18 über die öffnungen 24 in der zweiten Membran 9 und die Öffnung 19 in c¹»·- Stirnplatte 3 zur Atmosphäre offen: die /ugeoriiw? Bremse kann angelegt werden. In der zweiten Stellung des Ventilgliedes 6 kann Druckluft von der Kammer 17 zu der Kammer 18 und durch die mit der Ventilöffnung 23 verbundene Leitung strömen, um das Lösen der Bremse hervorzurufen.

Es ist zu bemerken, daß bei der oben beschriebenen Ausführung der erste Ventilsit/ 15 und der /weite Ventilsitz 20 während der Penode, wahrend welcher das Ventilglied 6 sich aus der einen Stellung in die andere bewegt, gleichzeitig offen sind. Es ist jedoch gefunden worden, daß. wenn der Betätigungsschub der Magnetspule und die Rückführfederkraft relativ /u der Masse des Ventilgliedes 6 genügend groß sind, das Ventilglied 6 sich so schnell an den anderen Ventilsitz anlegt, daß nur ein sehr kleiner Verlust an Druckluft durch den zweiten Ventilsitz 20 hindurch während der Periode der Bewegung des Ventilghedes 6 vorhanden ist. Das Ventil ist so ausgeführt, daß der auf die erste Membran 8 wirkende Luftdruck den Druck ausgleicht, der auf dipienige Seite des Kopfes 14 wirkt, die dem Druck in dem ersten Teil 17 der Ventilkammer 7 ausgesetzt ist, wodurch weiterhin die Geschwindigkeit des Ansprechens des Ventils auf den Betätigungsschub ei höht wird.

Bei der abgewandelten Ausführungsform des Steuerventils gemäß Fig. 2 weist das Ventilglied 6 einen Ventilstößel 10 in Form eines Bolzens auf. Der Innenumfang der ersten Membran 8 ist zwischen zwei Endteilen 12, 12a eingeklemmt, die an dem Gewindeende des Bol/ens 10 angeordnet und zwischen einer Mutter 29 und eir.em verdickten mittleren Teil des Bolzens 10 festgelegt sind.

Der Innenumfang aer zweiten Membran 9 ist zwischen den beiden Teilen eines Ventilgliedkopfes 14 eingeklemmt, der mit dem Kopf 30 des Bolzens IC fest verbunden ist.

Der Kopf 30 des Bolzens 10 hat Teilkugelgestalt und greift in eine Teilkugelausnehmung in dem Ventilgliedkopf 14 ein, um ew. l/niversalgelenkverbindung für den Ventilgliedkopf 14 zu schaffen.

Bei dieser Ausführung ist jedwedes Bestreben des Venlilgiiedes 6 für eine Mißausricbtn.ng, die ein unbeabsichtigtes Öffnen des Ventils hervorrufen könnte, beseitigt, da der Ventilgliedkopf 14 sich unabhängig Von der Ausrichtung des Ventilstößels 10 mit den beiden Ventilsitzen 15,20 frei ausrichten kann.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformcn können die beiden Ventilsitze 15, 20 scharfkantiees

Profil haben, um einen guten Abschluß mit den Kautschukdichturigsgliedern 16, 21 zu schaffen. Um jedoch die Dichtungsgliedcr 16,21 gegen Beschädigung durch die scharfkantigen Sitze zu Schützen, kann es erwünscht sein, rund um die Sitze ringförmige oder teilringförmige Anschlagflächen vorzusehen, die mit entsprechenden Flächen an dem Ventilgliedkopf in Eingriff treten, so daß ein übermäßiges Eindrücken der Ventilsitze in die Dichtungsgliedcr vermieden ist. Diese Ausführung ist insbesondere an dem zweiten Ventilsitz erwünscht.

Bei der in F i g. 2 wiedergegebenen Ausführüngsform ist rings um den zweiten Ventilsitz 20 eine ringförmige AnschlagflächcSl vorgesehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   I.Steuerventil, insbesondere für blockiergeschützte Bremsanlagen, mit einem Gehäuse, in welchem eine Eintrittskammer und eine Austrittskammer, die alternativ mit der Atmosphäre verbindbar ist, gebildet sind, und mit einem in Richtung seiner Achse verschiebbaren Ventilglied, welches durch eine biegsame Membran, die am Außenumfang am Gehäuse und am Innenumfang am Ventilglied befestigt ist, abgestützt ist und welches an einem Ende einen Kopf trägt, der in einer ersten axialen Stellung des Ventilgliedes mit einem am Gehäuse gebildeten Ventilsitz im Eingriff steht, so daß keine Verbindung zwischen der ersten Kammer und der ü zweiten Kammer, jedoch eine Verbindung zwischen der zweiten Kammer und der Atmosphäre besteht, und der in einer zweiten axialen Stellung des Ventilgliedes mit einem anderen am Gehäuse gebildeten Ventilsitz im Eingriff steht, so daß eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer gebildet und die Verbindung der zweiten Kammer mit der Atmosphäre abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (b) durch zwei biegsame Membranen (8, 9) abgestutzt ist. von denen die eine (8) eine Begrenzung der ersten Kammer (17) bildet. t;nd von denen die andere (9) am Außenumfang am Gehäuse I) und am Innenumfang λπι Ventilgliedkopf (14) befestigt und mit öffnungen (24) versehen ist, und daß die der ersten Kammer (17) zugewandte, dem Strömungsmitteldruck ausgesetzte wirksame Fläche der ersten Membran (8) dt der ersten Kammer zugewandten, dem St-ömungsmitteldruck ausgesetzten wirksamen Fläche des ' ontilgliedkopfes( 14) gleich ist.
2. 2. Steuerventil nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilsitze 15 und 20) beiderseits des Ventilgliedkopfes (14) gebildet sind.
3. 3. Steuerventil nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenumfang der mit dem Ventilgliedkopf (14) verbundenen Membran (9) mn dem Ventilgliedkopf an einer Stelle zwischen seinen gegenüberliegenden Flächen verbunden ist.
4. 4. Steuerventil nach einem der Ansprüche I bis i. *"> dadurch gekennzeichnet, daß /ur Verbindung der zweiten Kammer (18) mn der Atmosphäre die nut dem Ventilgliedkopf (15) verbundene Membran (9) wenigstens eine öffnung (24) aufweist.
5. 5 Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4. so dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (6) in diejenige Stellung vorgespannt ist (durch Feder 25).

   in wck her die Verbindung zwischen den beiden Kammern (17 und 18) abgesperrt ist.
6. 6 Steuerventil nach einem der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß für axiale Verschiebung des Ventilgliedes (6) eine elektromagnetische Einrichtung vorgesehen ist.
7. 7 Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung /wi sehen Ventilglied (6) und Ventilgliedkopf (14) gelenkig ausgebildet ist.