DE1650571B2

DE1650571B2 - Dreiwegeventil

Info

Publication number: DE1650571B2
Application number: DE19671650571
Authority: DE
Inventors: Werner 6904 Ziegelhausen Wilde
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1967-10-31
Filing date: 1967-10-31
Publication date: 1976-11-18
Also published as: DE1650571A1; DE1650571C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Dreiwegeventil mit zwei Sitzventilen, die auf einer Achse angeordnet und durch eine Vorsteuereinrichtung getrennt betätigbar sind, wobei zwischen den Verschlußteilen der Sitzventile eine mechanische Verbindung besteht, die derart bemessen ist, daß bei voller öffnung des einen Ventils das andere geschlossen ist.

Ein derartiges Ventil ist z. B. aus der US-PS 32 94 120 bekannt. Bei dem bekannten Ventil sind die Ventilsitze einander zugewandt und durch die Verschlußteile des Ventils hindurch und relativ dazu verschiebbar ist eine Stange geführt, die Anschläge in einem solchen Abstand aufweist, daß in einer Mittelstellung der Stange beide Verschlußteile auf ihren Ventilsitzen aufsitzen und bei einer Bewegung der Stange in die eine oder andere Richtung das eine oder andere Verschlußteil durch einen der Anschläge mitgenommen wird und damit ein Verschlußteil von seinem Sitz abgehoben wird.

Es ist aus der deutschen Auslegeschrift 11 68 721 auch ein Dreiwegeventil bekannt, bei dem zwischen den beiden Verschlußteilen eine Stange starr angeordnet ist. Die Verschlußteile und die Stange sind dort mittels Membranen gelagert. Mit diesem Ventil können jedoch nur zwei Schaltzustände realisiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dreiwegeventil der eingangs geschilderten Art konstruktiv vorteilhaft zu gestalten derart, daß die wegen der Bewegungsmögüchkeit kritischen Durchführungen der Stange durch die Verschlußteile vermieden werden und daß das Ventil im drucklosen Zustand eine Stellung einnimmt, die bei nachfolgender Druckbeaufschlagung einen raschen Druckanstieg im Ventilausgang ermög-

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ventilsitze voneinander abgewandt sind, daß die mechanische Verbindung eine die Durchflußöffnungen der Sitzventile durchsetzende lose Zugverbindung ist und daß das Ventil derart ausgebildet ist, daß eine Federkraft auf das eine Ventilverschlußteil einwirkt, die im drucklosen Zustand dieses Ventilverschlußteil von seinem Ventilsitz abhebt.

Vorzugsweise wird als Zugverbindung eine Stange benutzt, die an wenigstens einem Verschlußieil längsverschiebbar gehaltert ist und einen Anschlag aufweisi. der die Längsverschiebung bezüglich dieses Verschluüteüs begrenzt. . _Λ , ■ ,

Gemäß einer Ausführungsform wird das im drucklosen Zustand abgehobene Ventilverschlußteil mit einer Doppelmembran mit unterschiedlichen Membranflächen unJ einem druckfreien Zwischenraum und das andere Ventilverschlußteil mit einer weiteren Membran verbunden, wobei mittels dieser Membranen das Öffnen und Schließen der Sitzventile bewirkt wird. Hier erfolgi die Axialführung der Verschlußteile mittels dieser Membranen. Außerdem wird die auf den einen Verschlußkörper wirkende Federkraft durch cmc Vorspannung in der Doppelmembran erzeugt.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Als Beispiel wurde ein Dreiwegeventil gewählt, bei dem die Vorsteuerung mit Hilfe desselben Druckmittels erlolgt, das auch den nicht gezeigten Arbeitskolben betätigt (Vorsteuerung mit Eigenmedium). Die Anordnung ist in den F i g. 1 bis 3 in schematischen Schnittbildern und in verschiedenen Stellungen gezeigt. Sie eignet sich infolge der kurzen Ansprechzeiten und der kompakten Bauweise insbesondere als Drucksteuereinheit im Rahmen eines Antiblockierregelsystems bei einer Fahrzeug-Druckluftbremse.

In Fig. 1 ist ein um die strichpunktierte Achse 2 rotationssymmetrisches Ventilgehäuse 1 schraffiert dargestellt. In der Mitte befinden sich zwei voneinander abgewendete Ventilsitze 3 und 4. Von der sie verbindenen Zentralbohrung 5 zweigt ein Kanal 6 radial nach außen ab. Seine gestrichelt dargestellte Verlängerung führt zu einem oder mehreren Radbremszylindern 7. Zu den Ventilsitzen 3 und 4 gehören die tellerförmigen Verschlußteile 8 und 9. Das Verschlußteil 8 des Einlaßventils ist auf einer Stange oder Spindel 10 befestigt, die ihn gleichachsig durchsetzt. Ihr rechtes Ende ragt in eine hakenförmige Verlängerung 11 des Verschlußteils 9 des Auslaßventils hinein. Diese Verlängerung hat zwei Längsschlitze 12, in denen sich ein Querstift 13 der Spindel 10 hin und her bewegen kann.

Auf der anderen Seite sind an der Spindel 10 zwei Membranen befestigt. Die eine 14 sitzt näher beim Verschlußteil 8 und hat einen kleineren Durchmesser, die andere 15 mit größerem Durchmesser sitzt weiter weg von dem Verschlußteil 8. Eine schwache Zugfeder, die zwischen dem Ende der Spindel 10 und der linken Stirnwand des Gehäuses eingespannt ist, zieht die

Spindel im drucklosen Zustand so weit nach links, daß das VerschlußteiJ 8 des Einlaßventils geöffnet ist. Infolge des Querstiftes 13 und der Hülse 12 wird dabei gleichzeitig das Verschlußteil 9 des Auslaßventils auf keinen Sitz 4 gezogea Auch am Verschlußteil des Auslaßventils ist eine Membran 17 befestigt Die Membranen können z.B. aus gewebeversiärktem Gummi bestehen. Sie sind an ihrem Außenrand jeweils fest in das Gehäuse 1 eingeklemmt, so daß sie dichte Trennwände zwischen den einzelnen Räumen der Anordnung bilden, deren Bezeichnungen und Verbindungen im folgenden erläutert werden sollen.

Von einem schematisch dargestellten Druckluftsammelbehälter 18, der mittels eines Kompressors selbsttätig auf etwa gleichem Druck gehalten wird, führt eine gestrichelt dargestellte Leitung zu einem Drucksteuerventil, dem sog. Bremsventil 19. Der Bremshebel ist mn 20 bezeichnet Vom Bremsventil geht die zunächst ebenfalls gestrichelt dargestellte Hauptsteuerleitung 23 aus. Sie mündet in den sog. Einlaßraum 24 des Ventils, ze von wo sich der Steuerdruck durch das geöffnete Einlaßventil hindurch zum Bremszylinder 7 ionpflanzen kann Der von der Doppelmembran 14, 15 eingeschlossene Zwischenraum ist drucklos und dicht abgeschlossen. Links neben der Doppelmemb-an befindet sich die Einlaß-Vorsteuerkamrner 26. welche mittels eines /. B. elektromagnetisch betätigten Vorsieuer\e;iin^ 27 wahlweise mit der Hauptsteuerleitung 23 oder mit der Außenatmosphäre verbunden werden kann. In F 1 g. ! !st das Ventilverschlußteil 28 des Vorsteuerwntüs in seiner rechten Stellung, so daß die Kammer 26 /ur Außenatmosphäre (angedeutet durch die Bezeichnung atm) hin geöffnet ist. Entsprechend teilt die Membran 17 den rechten Teil des Gehäuses in eine Auslaßkammer 29 und eine Vorsteuerkammer 30 auf. Die Auslaßkammer ist über einen Kanal 31 mit der Außenluii verbunden. Die Vorsteuerkammer 30 kann mitteis eines zweiten Vorsteuerventiles 32 ebenfalls wahlweise mit der Hauptsteuerleitung 23 oder der Außenluft verbunden werden. Gezeichnet ist die rechte Stellung des Ventüverschlußteils 33, wobei die Vorsteuerkammer 30 mit der Hauptsteuerleitung 23 verbunden ist.

Es ergibt sich folgende Wirkungsweise, ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten drucklosen Stellung. Wenn das Bremspedal 20 gedruckt wird, strömt durch die Hauptsteuerleitung 23 Druckluit in den Raum 24 ein. Da das Einlaßventil geöffnet ist, strömt diese Lufi weiter zum Bremszylinder 7 und gleichzeitig über das Vorsteuerventil 32 zur Vorsteuerkammer 30 des Auslaßventils. In all diesen Räumen baut sich dann der Steuerdruck, der noch zugleich Bremsdruck ist, auf. Von der Membran 17, deren linke Seite ja drucklos ist wird das Verschlußteil 9 des Auslaßventils fest gegen seinen Sitz gedruckt Außerdem zieht die Doppelmembran 14, 15 die Spindel 10 nach links und übt damit eine weitere Kraft auf das Verschlußteil des Auslaßventils aus.

Wird das Vorsteuerventil 27 umgeschaltet (vgl. F i g. 2), so erhält die Vorsteuerkammer 26 Druck und die Doppelmembran 14, 15, deren linke Seite ja einen größeren Druckmesser als die rechte Seite hat, drückt das Einlaßventil zu. Der durch den Querstift 13 und die Schlitze 12 gebildete Freilauf bewirkt daß die Stellung des Auslaßventiles hierdurch nicht beeinflußt wird. Somit sind jetzt beide Ventile geschlossen und der Druck im Bremszylinder wird unabhängig von einer etwaigen Erhöhung oder Verminderung des Steuerdruckes in der Leitung 23 beibehalten.

In der dritten Ventilsteilungs-Kombination nach Fig. 3 wird der Bremsdruck im Bremszylinder abgesenkt Bei Umstellung des Vorsteuerventils 32 kann zunächst der Druck in der Vorsteuerkammer 30 nach außen entweichen. Demzufolge hebt der Bremsdruck den Auslaßventilkörper 9 selbst von seinem Sitz ab.

Die Bewegungen des Einlaß- und Arslaßventiles sind somit unabhängig voneinander, mit Ausnahme davon, daß das Auslaßventil nicht geöffnet werden kann, solange das Einlaßventil voll geöffnet ist. Damit ist ein außerordentlich wichtiger Beitrag zur Betriebssicherheit von geregelten Luftdruck-Bremss\stemen geleistet. Um Mißverständnissen vorzubeugen, ist hier noch darauf hinzuweisen, daß unter Betriebssicherheit nicht diejenige des Antiblockierregels\s!ems verstanden werden soll. Vielmehr ist gerade beim Versagen des Antiblockierregelsystems. beispielsweise durch Fehler im elektrischen Stellungsgeber für das Vorsteuerventil 32. gewährleistet, daß das Auslaß\entii geschlossen und die Bremse wirksam bleibt, sofern nur das Vorsteuerventil 27 sich in der Stellung nach Fig. 1 befindet und ein ausreichender Steuerdruck vorhanden ist. Auch ein Bruch der Membran 17 oder einer der Membranen !4 oder 15 wirkt sich auf die Stellung des Auslaßventilkörpers 9 nicht aus. Dieser bleibt vielmehr auch in diesem Störungsfalle dicht.

Die in I- ι g 1 tnzeigte 1-eder 16 ist in den F i g. 2 und 3 weggelassen um anzudeuten, daß sie nicht unbedingt erforderlich ist. vielmehr auch durch geeignete Ausbildung der elastischen ϋομρεΙηιειτΛπιη ersetzt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dreiwege-Ventil mit zwei Sitzventilen, die auf einer Achse angeordnet und durch eine Vorsteuereinrichtung getrennt betätigbar sind, wobei zwischen den Verschlußteilen der Sitzventile eine mechanische Verbindung besteht, die derart bemessen ist, daß bei voller öffnung des einen Ventils das andere geschlossen ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ventilsitze (3, 4) voneinander abgewandt sind, daß die mechanische Verbindung eine die Durchflußöffnungen der Sitzventile (3, 8,4, 9) durchsetzende lose Zugverbindung (10) ist und daß das Ventil derart ausgebildet ist, daß eine Federkraft (16) auf das eine Ventilverschlußteil (8) einwirkt, die im drucklosen Zustand dieses Ventilverschlußteil (8) von seinem Ventilsitz (3) abhebt

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zugverbindung eine Stange (10) ω verwendet ist, die an mindestens einem der Ventilverschlußteile (9) längsverschiebbar gehaltert ist und einen Anschlag (13) aufweist, der die Längsverschiebung bezüglich dieses Ventilverschlußteils begrenzt.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das im drucklosen Zustand abgehobene Ventilverschlußteil (8) mit einer Doppelmembran (14, 15) mit unterschiedlichen Membranflächen und einem druckfreien Zwischenraum (25) und das andere Ventilverschlußteil (0) mit einer weiteren Membran (17) verbunden sind, wobei mittels dieser Membranen (14, 15, 17) das Öffnen und Schließen der Sitzventile (3, 8, 4, 9) bewirkt wird, daß die Axialführung der Ventilverschlußteile (8,9) lediglich mittels dieser Membranen (14,15,17) in Verbindung mit der Stange (10) erfolgt, und daß die Doppelmembran (14, 15) derart vorgespannt ist, daß sie die Federkraft zum Abheben des zugehörigen Ventilverschlußteils (8) vom Ventilstitz (3) im drucklosen Zustand erzeugt.