DE19527937C2

DE19527937C2 - Restdruckhalteventil für eine Luftfederung

Info

Publication number: DE19527937C2
Application number: DE1995127937
Authority: DE
Inventors: Stefan Wode
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1995-07-29
Filing date: 1995-07-29
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2015-07-30
Also published as: US5669418A; FR2737273A1; FR2737273B1; DE19527937A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Restdruckhalteventil für eine für eine Fahrzeug-Luftfeder.

Der Zweck derartiger Restdruckhalteventile besteht darin, daß ein druckloses Abrollen der Luftfeder stets ausgeschlossen ist. Insbesondere soll bei längerem Stillstand vermieden werden, daß die vormontierte Luftfeder drucklos auf dem Abrollkolben abrollt.

Aus der DE 31 03 952 A1 ist eine Vorrichtung zum Befüllen von Schwingungsdämpfern mit Druckgas bekannt. In dieser Schrift wird vorgeschlagen, daß eine Füllöffnung unter Bildung eines Ringraumes einen axial bewegbaren Ventilkörper aufnimmt, der mit einem über einen Ventilkegel vorgespannten Dichtungsring an der Innenfläche eines Mantelrohres anliegt und an seinem aus dem Mantelrohr herausragenden Ende einen Sicherungsring trägt.

Dieses Ventil ermöglicht zwar ein späteres Nachfüllen, falls der Schwingungsdämpfer auf irgendeine Weise Druckgas verloren haben sollte. Die Einspannung des Ventils zwischen einem O-Ring und einem Sicherungsring ist aber nicht so ausgebildet, daß mit Hilfe dieser Vorrichtung ein häufiges Befüllen möglich erscheint.

In der europäischen Patentanmeldung EP 0.474.171 A1 wird ein Luftabsperrventil zur Trennung zweier Druckräume einer mehrstufigen Luftfeder beschrieben. Dieses Ventil umfaßt insbesondere einen Ventilteller, einen Zylinder mit Kolben, Kolbenstange und Druckfeder und funktioniert in der Weise, daß es bei einem vorgegebenen Überdruck schließt und daß es sowohl bei Unterschreiten des Überdrucks als auch bei Anwendung eines Steuerdrucks öffnet.

Schon wegen dieser Doppelfunktion ist dieses Ventil relativ aufwendig und kompliziert.

Aus der nachveröffentlichten DE 44 38 192 C2 ist ebenfalls ein Restdruckhalteventil für die Luftfeder eines Kraftfahrzeuges bekannt. Das Restdruckhalteventil weist einen Ventilkörper mit einem ersten und einem zweiten Längskanal auf. An jedem Längskanal schließt eine Querbohrung an, die auf die Oberfläche des Ventilkörpers mündet. Die beiden Längskanäle und die zu ihnen gehörenden Querbohrungen sind durch eine zwischen den Querbohrungen befindliche Wand im Ventilkörper voneinander getrennt. Auf den Ventilkörper ist ein elastischer Schlauch aufgezogen, der in seiner Absperrlage den Ventilkörper berührend umschließt und auf einer ringförmig umlaufenden Dichtkante des Ventilkörpers aufliegt, die auf der Trennwand des Ventilkörpers ausgebildet ist. Der Ventilkörper und der umfassende Schlauch sind wiederum von einem Ventilgehäuse umfaßt, wobei zwischen dem in der Absperrlage befindlichen Schlauch und dem Ventilgehäuse ein Überströmraum vorgesehen ist. Wird einer der beiden Längskanäle mit Druckluft beschickt, so wird der Schlauch von dem Ventilkörper abgehoben und gegen die Innenwand des Ventilgehäuses gedrückt. Es kann dann Druckluft von dem einen Längskanal durch den Überströmraum in den anderen Längskanal strömen.

Der DE 44 38 192 C2 ist kein Restdruckhalteventil zu entnehmen, bei dem das Absperrelement als Ventilplatte ausgebildet ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Restdruck halteventil zu beschreiben, welches bei Meidung der genannten Mängel und Nachteile dafür sorgt, daß ein gewisser Mindestdruck in einem Luftfeder auch nach Abziehen der, Versorgungsleitungen nicht unterschritten wird (0,5 bar wird für die Rollfaltenbildung benötigt) und dabei einfach in seinem Aufbau und seiner Herstellung ist und trotzdem eine große Ausfallsicherheit garantiert.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus der im Anspruch 1 genannten Merkmalen. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Restdruckhalteventil stellt eine sehr einfache zweiteilige Konstruktion (z. B. als Kunststoffschnapp- oder verpreßtes Metallteil) dar und ist damit erheblich billiger als vergleichbare Lösungen. Das Ventil kann als Verschlußstopfen für eine Luftfeder/Dämpfereinheit eingesetzt werden. Dabei kann sein Umfang als Gewinde ausgebildet sein.

Das Restdruckhalteventil ist vorteilhaft bei allen Arten von Luftfedern anwendbar, bei denen ein Innendruck nicht unter ein bestimmtes Niveau fallen darf.

Mit dem Restdruckhalteventil ist stets ein definierter Haltedruck gegeben. Damit wird gewährleistet, daß die Rollfalte der Luftfeder nicht einfallen kann und somit beim 'drucklosen' Einfedern nicht beschädigt wird.

Je nach Höhenstellung der Ringschneide und der Montagereihenfolge (zuerst Ventilplatte einbauen und dann Ringschneide einbauen oder umgekehrt) wird die Ventilplatte mehr durch Biegespannungen oder mehr durch Radial- Zugspannungen belastet. Davon hängt die Schalt- Charakteristik und das Alterungsverhalten der Ausführungsform ab.

Eine an der der umlaufenden Ringschneide gegenüberliegenden Saite im Ventilgehäuse zwecks Andruck der Ventilplatte gegen die Ringschneide angeordnete Druckfeder verbessert die Alterungseigenschaften, falls das Elastomer einen zu hohen Druckverformungsrest aufweist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels und mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.

In der Abbildung ist ein auf einem Luftfederdeckel 2 montiertes Restdruckhalteventil 4 dargestellt. Dieses Restdruckhalteventil 4 besteht im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse 6, einem Ventilkörper 8 und einer zwischen Ventilgehäuse 6 und Ventilkörper 8 eingespannten Ventilplatte 10, wobei der Ventilkörper 8 mittels eines Sicherungsringes 12 in seiner Position gehalten wird. Das Ventilgehäuse 6 ist fest mit dem Luftfederdeckel 2 verschraubt. Ein zwischen Luftfederdeckel 2 und Ventilgehäuse 6 eingelegter O-Ring 14 sorgt für die erforderliche Dichtheit.

Der Luftfederdeckel 2 dient gleichzeitig als Befestigungsteil für eine Stoßfänger-Kolbenstange 16.

Im Bereich des äußeren Randes der Ventilplatte 10 weisen sowohl der Ventilkörper 8 als auch das Ventilgehäuse 6 Profilierungen 18, 20 zur festeren Arretierung und luftdichten Abdichtung der dazwischen einzuspannenden bzw. eingespannten Ventilplatte 10 auf.

Die Ventilplatte 10 ist eine ebene, relativ biegesteife, vorzugsweise gestanzte Gummimembran, die mit einer Mittelbohrung 22 versehen ist und über eine ringförmige Schneide 24 gespannt ist. Die Mittelbohrung 22 der Ventilplatte 10 steht über einen Kanal 26 mit einem externen Luftanschluß 28 in Verbindung.

Der Ventilkörper 8 hat eine weitgehend ebene Oberfläche, auf der sich die als Dichtkante wirkende, konzentrische Ringschneide 24 befindet. Die sich innerhalb der Ringschneide 24 erstreckende ebene Fläche kann tiefer, gleichhoch oder höher liegen als die ebene Fläche außerhalb der Ringschneide 24.

In einer weitergehenden Ausführungsform ist diese Ringschneide 24 nachträglich in den Ventilkörper 8 einbaubar und/oder höhenverstellbar. Zwischen Ringschneide 24 und dem profilierten äußeren Rand weist der Ventilkörper 8 eine Bohrung 30 auf.

An der der Dichtkante 24 gegenüberliegenden Seite weist das Ventilgehäuse 6 eine ringförmige Eindellung 32 zur Aufnahme der durch die Ringschneide 24 aus der ebenen Form ausgelenkten Ventilplatte 10 auf. Für den Fall, daß die aus elastomerem Material bestehende Ventilplatte 10 einen zu hohen Druckverformungsrest aufweisen sollte, kann zwecks Niederhaltung der Ventilplatte 10 eine Druckfeder (Spiralfeder) 34 in dem Ventilgehäuse 6 installiert werden.

Übersteigt nun ein an dem Luftanschluß 28 angelegter Überdruck ein gewisses Mindestniveau, so hebt sich die Ventilplatte 10 von der Ringschneide 24 ab und erlaubt freien Durchfluß der Luft vom Bereich innerhalb zum Bereich außerhalb der Ringschneide 24 und von dort weiter durch die Bohrung 30 in den Luftfederraum.

Die radiale Lage der ringförmig umlaufenden Dichtkante 24 beeinflußt die Schaltcharakteristik des Ventils 4: befindet sie sich weit außen, so beeinflußt die auf die Ventilplatte (Ventilmembran) 10 wirkende Kraft außerhalb dieser Kante 24 den Membranhub viel weniger als die Kraft innerhalb. Der Druck außerhalb der Kante 24 entspricht dem Luftfederinnendruck, der innerhalb dem der Zuleitung 26, falls das Ventil 4 geschlossen ist.

Kommt es zu einem Bruch der Zuleitung 36, so wird das Ventil 4 schließen, noch bevor der Druck in dar Luftfeder ein so niedriges Niveau wie das der Zuleitung 36 erreicht hat (vorausgesetzt, des Spalt zwischen Ventilplatte 10 und Dichtkante 24 drosselt ausreichend). Damit kann ein Notlauf gewährleistet werden. Bei einer langsameren Luftentnahme hingegen hat der Luftfederdruck Zeit, sich dem Zuleitungsdruck anzupassen und kann somit unter dieses Notlaufniveau gesenkt werden.

Auf diese Weise kann sowohl eine Notlauffunktion wie auch ein Absenken des unbeladenen Fahrzeugs trotz Auftrieb bei hohen Geschwindigkeiten (Autobahn) möglich gemacht werden.

Bezugszeichenliste

2

Luftfederdeckel

4

Restdruckhalteventil

6

Ventilgehäuse

8

Ventilkörper

10

Ventilplatte (Ventilmembran)

12

Sicherungsring

14

O-Ring

16

Stoßfänger-Kolbenstange

18

Profilierung des Ventilgehäuses im Bereich des Ventilplattenrandes

20

Profilierung des Ventilkörpers im Bereich des Ventilplattenrandes

22

Mittelbohrung

24

Ringschneide (Dichtkante)

26

Kanal, Zuleitung

28

Luftanschluß

30

Bohrung

32

ringförmige Eindellung

34

Druckfeder (Spiralfeder)

Claims

1. Restdruckhalteventil für die Luftfeder eines Kraftfahrzeugs, bestehend aus

1. 1.1 einem Ventilkörper (8), der auf seiner weitgehend ebenen Oberfläche eine ringförmig umlaufende Dichtkante (24) und eine außerhalb der Dichtkante (24) angeordnete Bohrung (30) aufweist,
2. 1.2 einem Ventilgehäuse (6), das eine ringförmige, mit der Dichtkante (24) korrespondierende Eindellung (32) aufweist, und
3. 1.3 einer elastischen Ventilplatte (10), deren Mittelbohrung (22) über einen im Ventilgehäuse (6) befindlichen Kanal (26) mit einem Luftanschluß (28) in Verbindung steht und
4. 1.4 deren Rand zwischen Profilierungen (18 und 20) des Ventilkörpers (8) und des Ventilgehäuses (6) eingespannt ist, wobei die elastisch ausgebildete Ventilplatte (10) zur Absicherung eines Mindestdruckes eine belastete Absperrlage aufweist, in der sie an der ringförmig umlaufenden Dichtkante (24) anliegt, und bei über dem Mindestdruck liegendem Druck aus der Absperrlage gegen die als Anschlag wirkende Eindellung anhebbar ist und in dieser Öffnungsstellung den Weg zwischen der Bohrung (30) und der Mittelbohrung (22) freigibt.

2. Restdruckhalteventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (10) in radialer Richtung vorgespannt ist.

3. Restdruckhalteventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (10) aus einem Elastomer ausgestanzt ist.

4. Restdruckhalteventil nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Dichtkante (24) verstellbar ist.

5. Restdruckhalteventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Ventilkörpers (8) außerhalb der Dichtkante (24) ein zu deren Innenfläche unterschiedliches Niveau aufweist.

6. Restdruckhalteventil nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Dichtkante (24) gegenüberliegenden Seite im Ventilgehäuse (6) zwecks Andruck der Ventilplatte (10) gegen die Dichtkante (24) eine Druckfeder (34) angeordnet ist.