DE2501694A1

DE2501694A1 - Federbelastetes ventil

Info

Publication number: DE2501694A1
Application number: DE19752501694
Authority: DE
Inventors: Anthony Brian Cundy; Robert Michael Farrow; Eric Charles Hales
Original assignee: Automotive Products PLC
Current assignee: Automotive Products PLC
Priority date: 1974-01-22
Filing date: 1975-01-17
Publication date: 1975-07-24
Also published as: DE7501196U; FR2258580B1; GB1488353A; JPS50102773A; FR2258580A1; JPS589020B2

Description

PATENTANWÄLTE
DIPL.-PHYS. JÜRGEN WEISSE DIPL.-CHEM. DR. RUDOLF WOLGAST

D 562o Velbert 11 - Langenberg, Bökenbusch 41 Postfach 11 o3 86 Telefon (o2127) 4ol9 Telex 8516895

P at entanme!dung Automotive Products Limited, Tachbrook Road, Leamington Spa, Warwickshire, England

Federbelastetes Ventil

Die Erfindung betrifft ein federbelastetes Ventil mit einem Ventilgehäuse mit einer an einem Ende offenen Gehäusebohrung, mit einem in der Gehäusebohrung gleitbeweglichen Glied und mit einer auf das bewegliche Glied in Richtung auf das entgegengesetzte Ende der Gehäusebohrung einwirkenden Druckfeder, die sich am geschlossenen Ende einer becherförmigen Federhalterung abstützt, deren offenes Ende mit dem Ventilgehäuse am offenen Ende der Gehäusebohrung verbunden ist.

Ventile der vorgenannten Art dienen als Druckreduzierventile. Sie dienen auch als Ventile, in denen die Stellung eines beweglichen Gliedes veränderbar sein soll, wenn der auf das bewegliche Glied wirksame Druckmitteldruck den entgegenstehenden, von einer Feder ausgeübten Druck überwindet. Falls dabei die Lageänderung bei einem vorgegebenen Druck erfolgen soll, muß die von der Feder ausgeübte Kraft mit relativ hoher Genauigkeit einstellbar sein. Es ist dementsprechend notwendig, Herstellungstoleranzen in der Federstärke und in den Abmessungen

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der Ventilteile dadurch auszugleichen, daß eine Einrichtung vorgesehen wird, die eine Einstellung der Federvorspannung beim Zusammenbau des Ventils ermöglicht, üblicherweise wird dazu die Feder mit einem Anschlag versehen, der mit Hilfe einer „Stellschraube und Mutter in seiner Lage einstellbar ist. Falls jedoch nur eine einmalige Einstellung beim Zusammenbau und keine wiederholten Einstellungen während des Betriebs des Ventils erforderlich sind, ist eine solche Einrichtung unnötig teuer.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine wirtschaftlichere Anordnung zu schaffen, mit der die notwendige Einstellung der Feder beim Zusammenbau des Ventils vorgenommen werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Federhalterung zur Änderung des axialen Abstandes zwischen ihrem geschlossenen Ende und dem offenen Ende der Gehäusebohrung bleibend verformbar ausgebildet ist und daß die Verformung auf den gewünschten axialen Abstand bei oder nach dem Aufbringen der Federhalterung auf das Ventilgehäuse einstellbar ist. Die Federhalterung besteht dabei vorzugsweise aus einem becherförmigen Blechteil.

Der axiale Abstand zwischen der Federabstutzung der Federhalterung und dem offenen Ende der Gehäusebohrung kann durch Verformung eines Wandteils der Federhalterung einstellbar sein, das im wesentlichen senkrecht zur Achse der Federhalterung verläuft, oder aber durch Verformung der zylindrischen Wandung des becherförmigen Blechteils.

Die Federhalterung kann mit einer an eine das offene Ende der Gehäusebohrung umschließenden Endfläche anlegbaren Anschlagfläche versehen sein; der Abstand der Federabstutzung von der Anschlagfläche ist dann durch Verformung verringerbar.

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Das offene Ende des becherförmigen Blechteils kann auch durch Einbringen in einen von kegelstumpfförmigen Flächen an dem Ventilgehäuse begrenzten Raum verformbar sein, wobei die Endlage der Federabstützung durch die Länge des verformten Teils bestimmt ist.

Die Federhalterung kann mittels"radial einwärts gerichteter Verformungen an ihrem offenen Ende oder dessen Teilen unter Anlage an einer Schulter des Ventilgehäuses in ihrer Lage festgehalten sein, wobei das offene Ende der Federhalterung entlang seinem gesamten umfang oder an einer Mehrzahl von umfangsmäßig im Abstand voneinander befindlichen Punkten nach innen zu verformt sein kann.

Das zur Einstellung des axialen Abstandes verformbare Wandteil kann ein allgemein ringförmiges, zwei zylindrische Teile unterschiedlichen Durchmessers verbindendes Teil oder die das äußere Ende der Federhalterung abschließende Querwandung sein. Die Querwandung kann mittig nach innen zu verformbar und zwischen der Querwandung und dem benachbarten Ende der Druckfeder kann eine Unterlegscheibe angeordnet sein.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des erfindüngsgemäßen Ventils unter Bezugnahme auf die Abbildungen im einzelnen beschrieben:

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Teilschnitt entsprechend Fig. 1 und zeigt die Gestalt der Federhalterung vor ihrer Verformung;

Fig. 3 ist ein Schnitt entsprechend Fig. 2 und zeigt eine abgeänderte Gestalt der Ausgangsform der Federhalterung;

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Fig. 4, 5, 6, 7 zeigen Teilschnitte entsprechend dem rechten Teil von Fig. 1 von anderen Ausgestaltungen der .Federhalterung, und zwar mit Ausnahme von Fig. 7 zu einer Seite der Mittellinie die Endform und zur anderen Seite der Mittellinie die Ausgangsform der Federhalterung.

Das in Fig. 1 dargestellte und allgemein mit dem Bezugszeichen To versehene federbelastete Ventil ist ein Reduzierventil zum Gebrauch in einer Flüssigkeitsdruckbremse, mittels dessen der Druck begrenzt wird, der an den hinteren Bremsen eines Fahrzeugs wirksam wird, während der an den vorderen Bremsen wirksam werdende Druck auf einen höheren, vom Fahrer bestimmten Wert steigen kann. Die Ventilvorrichtung ist in allgemein bekannter Weise so ausgebildet, daß von zwei Druckquellen herrührender Flüssigkeitsdruck auf die vorderen und die hinteren Fahrzeugbremsen zur Anwendung kommt, so daß zwei voneinander unabhängige, gemeinsam gesteuerte Bremskreise vorliegen.

Die Ventilvorrichtung 1o besteht aus einem Ventilgehäuse 11 mit einer Gehäusebohrung, in der ein Stufenkolben 12 gleitbeweglich ist, der mittels einer Druckfeder 13 in die in der Abbildung dargestellte Lage gedrückt wird, in welcher eine Ventilkugel 14, die einen Durchtrittskanal durch den Kolben kontrolliert, in Offenstellung gehalten ist, um eine Verbindung zwischen einer Einlaßöffnung 15, an die die Druckmittelquelle für die Betätigung der hinteren Bremsen angeschlossen ist, und einer Auslaßöffnung 16, die an die hinteren Bremsbetätigungszylinder angeschlossen ist, herzustellen. Der Druck an der Einlaßöffnung 15 wirkt dabei auf eine Fläche an dem Kolben, die kleiner als die daran befindliche Fläche ist, auf die der Druck an der Auslaßöffnung 16 einwirkt, so daß der Flüssigkeitsdruck in dem einen Bremskreis eine Kraft hervorruft, die den abgestuften Kolben in einer Richtung zu bewegen trachtet, in der die

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Ventilkugel an ihrem Sitz zur Anlage kommt; dieser Kraft wirkt die Feder 13 entgegen. Die resultierende Kraft, die auf den Stufenkolben einwirkt, nimmt mit dem Druck in dem Bremskreis zu, und der Druck, bei welchem die Ventilkugel schließt, hängt von der Spannung der Feder 13 ab.

Das Ventilgehäuse 11 ist um dasjenige Ende der darin befindlichen Bohrung herum, an dem die Feder 13 auf den Stufenkolben

12 einwirkt, außenseitig mit einer ebenen, ringförmigen Schulter 17 versehen, die dem anderen Ende des Ventilgehäuses zugekehrt ist. Die Endfläche 18 des Ventilgehäuses um das offene Ende der Bohrung herum bestimmt das Segment einer Kegelfläche, wobei die Spitze des Kegels einwärts in die bezug auf das offene Ende liegt.

Eine Federhalterung 19 in Form eines becherförmigen gepreßten Blechteils besitzt an einem Ende eine Abschlußwand 21 und einen ersten zylindrischen Teil 22, der sich von der Abschlußwand 21 her erstreckt, sowie an ihrem anderen Ende einen zylindrischen Teil 23 von größerem Durchmesser und einen ringförmigen Teil 24, der die beiden Zylinderteile 22 und 23 miteinander verbindet und zunächst, wie in Fig. 2 dargestellt ist, eben verläuft. Beim Zusammenbau der Ventilvorrichtung wird die Feder

13 in ihre Lage zwischen einem Flansch 25 an dem Stufenkolben 12 und der Abschlußwand 21 der Federhalterung 19 gebracht; dann wird der zylindrische Teil 23 mit dem größeren Durchmesser auf das Ende des Ventilgehäuses 11 aufgeschoben bis der ringförmige Teil 24 den Außenrand der Fläche 18 berührt. Das genannte zylindrische Teil 23 der Federhalterung erstreckt sich über die Schulter 17 hinaus, und die Federhalterung wird dadurch an dem Ventilgehäuse in ihrer Lage festgehalten, daß das Teil 23 an umfangsmäßig voneinander im Abstand befindlichen Stellen wie bei 26 in Fig. 1 in radialer Richtung nach innen zu verformt wird, so daß es hinter der Schulter 17 zur Anlage kommt.

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Zur Einstellung der Spannung der Feder 13 auf den gewünschten Wert wird auf das geschlossene Ende der Federhalterung 19 Druck ausgeübt, so daß sich das ringförmige Teil 24 aus der in Fig. dargestellten ebenen Form kegelstumpfförmig wie in Fig. 1 verformt, so daß die Abschlußwand 21 dem Ventilgehäuse 11 näherkommt und die Feder 13 zusammendrückt. Die Federhalterung kann an dem Ventilgehäuse in der oben beschriebenen Weise vor oder nach der Verformung zur Einstellung der Federspannung befestigt werden.

Das ringförmige Teil der Federhalterung kann statt der in Fig. 2 gezeigten ebenen Gestalt auch kegelstumpfförmig ausgebildet sein, und zwar so, daß es sich in Richtung auf die Abschlußwand 21 verjüngt wie bei 24a in Fig. 3, wobei das Ringteil nach der Verformung im wesentlichen ebene Gestalt besitzt.

Zur Verformung der Federhalterung um das richtige Maß zur Erzielung der gewünschten Federspannung kann das· zusammengesetzte Ventil in einen Aufbau eingebracht werden, wobei die Einlaßöffnung 15 mit einer Flüssigkeitsdruckquelle verbunden ist, die einen bekannten und von einem ersten Manometer angezeigten Eingangsdruck liefert, und der Ausgang 16 der Ventilvorrichtung an ein zweites Manometer angeschlossen ist. Es wird dann auf die Abschlußwand 21 der Federhalterung so lange Druck ausgeübt, bis das zweite Manometer den gewünschten Druck anzeigt.

Alternativ dazu kann die zur Erzeugung des gewünschten Ausgangsdrucks notwendige Kraft auch dadurch festgestellt werden, daß das vorstehend geschilderte Verfahren auf eine Ventilvorrichtung angewendet wird und die auf die Federhalterungen anderer Ventilvorrichtungen ausgeübte Kraft auf den gemessenen Wert eingestellt wird.

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Die Ventilvorrichtung Io nach Fig. 1 enthält einen zweiten, rohrförmigen Kolben 27, auf den über die Einlaßöffnung 28 in der Weise Flüssigkeitsdruck ausgeübt wird, daß dieser der Spannung der Feder 13 entgegenwirkt. Im Betriebszustand ist diese Öffnung 28 mit dem Bremskreis für die vorderen Bremsen der Flüssigkeitsdruckbremse verbunden, so daß während der Betriebsdauer dieses .Bremskreises die an dem Stufenkolben 12 wirksame, von der Feder ausgeübte Kraft verringert ist und der Druck in dem Bremskreis für die hinteren Bremsen, bei dem die Ventilkugel 14 schließt, während des Betriebs des Bremskreises mit den vorderen Bremsen geringer ist als zu der Zeit, zu der es nicht in Betrieb ist.

Anstatt eine Reduzierung der Länge der eingepaßten Feder dadurch zu bewirken, daß ein ringförmiges Teil der Federhalterung, das zwei zylindrische Teile unterschiedlichen Durchmessers miteinander verbindet, verformt wird, kann eine solche Verkürzung auch dadurch bewirkt werden, daß die Abschlußwand der Federhalterung verformt wird. So ist, wie in der oberen Hälfte von Fig. 4 dargestellt ist, die Abschlußwandung 29 anfänglich mit einem kegelstumpfförmig ausgebildeten, ringförmigen Wandungsteil 3o versehen, das ein in axialer Richtung nach außen vorspringendes Mittelteil 31 umgibt. Wie in der unteren Hälfte der Figur dargestellt ist, wird auf das Teil 31 Druck ausgeübt, wodurch sich der Kegelwinkel des Teils 3o verkleinert, so daß sich die Innenkante des Teils 3ο in Richtung auf das Ventilgehäuse verschiebt. Zwischen der Wandung 29 und der Feder 13 ist eine Unterlegscheibe 32 angebracht. Alternativ kann die Abschlußwand 33 der Federhalterung auch anfänglich eben ausgebildet sein und, wie in Fig. 7 dargestellt ist, schalenförmig nach innen verformt werden, wobei die Verformungskraft von einer auf eine Stahlkugel 34 einwirkenden Presse geliefert wird. Wie in der Anordnung nach Fig. 4 ist zwischen der Abschlußwand 33 und der Feder 13 eine Unterlegscheibe 32 vorgesehen.

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Eine andere Art der Verformung der Federhalterung zur Verkürzung der Einbaulänge der Feder ist in Fig. 5 dargestellt, nach der die Federhalterung zunächst eine eben verlaufende Zylinderwand 35 besitzt, vergleiche die obere Hälfte der Figur. Unter Einwirkung einer axialgerichteten Kraft wird diese Wand unter Ausbildung einer Wellung 36 verformt, die in der unteren Hälfte der Firgur dargestellt ist. Durch eine verringerte Dicke der Wandung 35 an der Stelle, an der die Verformung eintreten soll, wird die Verformung erleichtert.

Fig. 4, 5 und 7 zeigen, daß die Federhalterung an dem Gehäuse der Ventilvorrichtung dadurch in ihrer Lage festgehalten werden kann, daß das offene Ende der Federhalterung entlang seines gesamten Umfangs, wie bei 4o angezeigt, umgelegt wird.

In der Anordnung nach Fig. 6 ist um das offene Ende der Gehäusebohrung der Ventilvorrichtung herum ein ringförmiger Hohlraum zwischen kegelstumpfförmigen Wänden 37 und 38 vorgesehen, die Teile von Kegelflächen bilden, deren Spitzen außerhalb des Gehäuses liegen; der Zwischenraum zwischen den Wänden 37 und 38 ist gleichförmig ausgebildet. Die Federhalterung 39 besitzt eine ebene Zylinderwandung 41 mit einem Durchmesser, der so gewählt ist, daß sie in die Mündung des Hohlraums eingesetzt werden kann. Bei Einwirkung einer axialgerichteten Kraft auf die Federhalterung wird das Ende der Wandung 41 in den Hohlraum hineingepreßt und dabei so verformt, daß es sich nach außen hin erweitert, so daß die Federhalterung in ihrer Lage in bezug auf das Ventilgehäuse fest ist. Gleichzeitig wird die Abschlußwand der Federhalterung unter Zusammendrücken der Feder in Richtung auf das Ventilgehäuse bewegt. Die beiden Kegelstumpfflächen können auf getrennten Teilen ausgebildet sein, zum Beispiel auf dem Ventilgehäuse selbst und einem darauf mit Schraubgewinde aufgesetzten Ring, so daß die beiden Teile in axialer Richtung gegeneinander verstellbar sind und so das sich erweiternde Ende der Federhalterung zwischen sich festklemmen.

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Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungen ist das Material der Federhalterung über seine Elastizitätsgrenze hinaus bleibend verformt, wobei einer Rückbildung der Verformung nach Entlastung dadurch Rechnung getragen wird, daß die Federhalterung zum Beispiel zunächst geringfügig über das schließlich erforderte Maß hinaus verformt wird.

Die bislang als Schraubenfeder dargestellte Druckfeder kann auch durch einen Satz von Federringen oder jede andere geeignete Ausbildung einer Federung ersetzt werden.

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Claims

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Patentansprüche

Federbelastetes Ventil mit einem Ventilgehäuse mit einer an einem Ende offenen Gehäusebohrung, mit einem in der Gehäusebohrung gleitbeweglichen Glied und mit einer auf das bewegliche Glied in Richtung auf das entgegengesetzte Ende der Gehäusebohrung einwirkenden Druckfeder, die sich am geschlossenen Ende einer becherförmigen Federhalterung abstützt, deren offenes Ende mit dem Ventilgehäuse am offenen Ende der Gehäusebohrung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federhalterung (19, 39) zur Änderung des axialen Abstandes zwischen ihrem geschlossenen Ende (21 , 29, 33) und dem offenen Ende der Gehäusebohrung bleibend verformbar ausgebildet ist und daß die Verformung auf den gewünschten axialen Abstand bei oder nach dem Aufbringen der Federhalterung (19, 39) auf das Ventilgehäuse (11) einstellbar ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen der Federabstützung der Federhalterung (19) und dem offenen Ende der Gehäusebohrung durch Verformung eines Wandteils (29, 33) der Federhalterung einstellbar ist, das im wesentlichen senkrecht zur Achse der Federhalterung verläuft.
3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen der Federabstützung der Federhalterung (19) und dem offenen Ende der Gehäusebohrung durch Verformung der zylindrischen Wandung (35) eines becherförmigen Blechteils einstellbar ist.
4. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federhalterung (19) mit einer an eine das offene Ende der Gehäusebohrung umschließenden Endfläche (18) anlegbaren Anschlagfläche (24, 24a) versehen ist und der

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Abstand der Federabstützung von der Anschlagflache (18) durch Verformung verringerbar ist.
5. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Ende des becherförmigen Blechteils (39) durch Einbringen in einen von kegelstumpfförmigen Flächen (37, 38) an dem Ventilgehäuse (11) begrenzten Raum verformbar und die Endlage der Federabstützung durch die Länge des verformten Teils bestimmt ist.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federhalterung (19) mittels radial einwärts gerichteter Verformungen an ihrem offenen Ende (11) oder dessen Teilen unter Anlage an einer Schulter des Ventilgehäuses (11) in ihrer Lage festgehalten ist.
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Ende (4o) der Federhalterung (19) entlang seinem gesamten Umfang nach innen zu verformt ist.
8. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Ende (4o) der Federhalterung (19) an einer Mehrzahl von umfangsmäßig im Abstand voneinander befindlichen Punkten nach innen zu verformt ist. ·
9. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Einstellung des axialen Abstandes verformbare Wandteil (24, 24a, 3o) der Federhalterung {19) ein allgemein ringförmiges, zwei zylindrische Teile unterschiedlichen Durchmessers verbindendes Teil ist.
10. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Wandteil der Federhalterung (19) die deren äußeres Ende abschließende Querwandung (33) ist.

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11. Ventil nach Anspruch 1o₇ dadurch gekennzeichnet, daß die Querwandung (33) mittig nach innen zu verformbar und zwischen der Querwandung und dem benachbarten Ende der Druckfeder eine Unterlegscheibe (32) angeordnet ist.

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