DE3539316A1

DE3539316A1 - Manipulating valve with ceramic valve elements

Info

Publication number: DE3539316A1
Application number: DE19853539316
Authority: DE
Inventors: Volker Dr Roesch; Karl-Otto Dipl Ing Geiger; Hilma Hester; Joachim Dipl Ing Pruefer
Original assignee: Armaturenfabrik Hermann Voss GmbH and Co
Current assignee: Voss Automotive GmbH
Priority date: 1985-11-06
Filing date: 1985-11-06
Publication date: 1987-05-07

Abstract

Manipulating valve, in particular for controlling pneumatic brake systems of motor vehicles, consisting of a housing (1) with at least two inlet and outlet passages (4, 6), at least two disc-shaped ceramic valve elements (7, 8) which are provided with passage openings and rest on one another in a sealing manner being arranged in the housing (1) in such a way that the inlet or outlet passages (4, 6) can all be connected to one another and/or can be connected to one another in pairs by turning and/or by displacing at least one of the valve elements (7, 8), the ceramic valve elements (7, 8) being under a prestress pressing them together. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltventil, insbesondere zur Steuerung pneumatischer Bremsanlagen von Kraft fahrzeugen, bestehend aus einem Gehäuse mit mindestens zwei Eingangs- bzw. Ausgangskanälen, wobei in dem Gehäu se mindestens zwei scheibenförmige, mit Durchgangsöff nungen versehene, dichtend aufeinanderliegende Keramik- Ventilelemente derart angeordnet sind, daß durch Ver drehung und/oder Verschiebung mindestens eines der Ventilelemente die Eingangs- bzw. Ausgangskanäle alle und/oder paarweise miteinander verbindbar sind.The invention relates to a switching valve, in particular for controlling pneumatic brake systems from Kraft vehicles, consisting of a housing with at least two input and output channels, respectively, in the housing se at least two disc-shaped, with through opening ceramic seals Valve elements are arranged such that by Ver rotation and / or displacement of at least one of the Valve elements the input and output channels all and / or can be connected in pairs.

Derartige Schaltventile finden besonders als 3/2-Wege ventile in pneumatischen Kraftfahrzeug-Bremsanlagen Verwendung, eignen sich aber auch als Absperrventile für beliebige pneumatische und/oder hydraulische Strö mungsmedien. Die scheibenförmigen Keramik-Ventilelemente derartiger Ventile weisen extrem glatte Oberflächen auf, mit denen sie aufeinanderliegend in innigem Kontakt miteinander stehen. Hierdurch werden die Ventilelemente aufgrund von auftretenden Adhäsionskräften zusammenge halten, wodurch sich eine Dichtwirkung zwischen den Ventilelementen ergibt, diese aber dennoch gegeneinan der verdreh- und/oder verschiebbar sind. Da in pneuma tischen Bremssystem von Kraftfahrzeugen Drücke bis zu 20 bar auftreten können, könnten nun die Ventil elemente entgegen der Adhäsionskraft auseinandergedrückt werden, wodurch eine ausreichende Abdichtung nicht mehr gewährleistet wäre. In den hierdurch entstehenden Spalt zwischen den Ventilelementen könnte Schmutz, der über die Druckmittelströmung in das Ventil gelangen kann, sich zwischen die Ventilelemente setzen, wodurch keine einwandfreie Funktion des Ventils mehr gewährleistet wäre. Da an Kfz-Bremsanlagen hohe Sicherheitsanforderungen zu stellen sind, sind die bekannten Ventile somit für diesen Zweck nicht einsetzbar.Switch valves of this type are found particularly as 3/2-way valves in pneumatic automotive brake systems Use, but are also suitable as shut-off valves for any pneumatic and / or hydraulic flows media. The disc-shaped ceramic valve elements Such valves have extremely smooth surfaces with whom they lie in intimate contact stand together. This will cause the valve elements due to occurring adhesive forces hold, which creates a sealing effect between the Valve elements results, but still against each other which are rotatable and / or displaceable. Because in pneuma table brake system of motor vehicles pressures up could occur to 20 bar, the valve could now elements pressed against the adhesive force be, causing a sufficient seal more would be guaranteed. In the resulting Gap between the valve elements could cause dirt, which get into the valve via the pressure medium flow can sit between the valve elements, whereby proper functioning of the valve is no longer guaranteed would. Because automotive brake systems have high safety requirements the known valves are therefore for this purpose cannot be used.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Ventil der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß es unter allen vorkommenden Druckverhältnissen, auch bei eventuell in das Ventil eindringendem Schmutz, stets eine sichere und einwandfreie Funktion gewährleistet. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Keramik-Ventilelemente unter einander zusammenpressender Vorspannung stehen, wobei die Höhe der Vorspannung vorteilhafterweise einstellbar ist. Hierdurch wird stets ein "Null-Spalt" zwischen den Ventilelementen gewährleistet, so daß diese auch bei hohen Drücken zusammengehalten werden und so Verschmutzungen ihrer Dichtflächen verhindert werden. Die Einstellbarkeit der Höhe der Vorspannung dient zur Anpassung an die jeweiligen Druckverhältnise innerhalb des Ventils je nach Einsatz sowie zur Einstellung der Betätigungskraft des Ventils.The invention is therefore based on the object To improve the valve of the type described in the introduction, that under all occurring pressure conditions, even if dirt gets into the valve, always ensures a safe and faultless function. According to the invention this is achieved in that the Ceramic valve elements compressing each other Prestress, the amount of prestress is advantageously adjustable. This will always a "zero gap" between the valve elements guaranteed so that even at high pressures are held together and soiling their Sealing surfaces can be prevented. The adjustability the amount of preload is used to adapt to the respective pressure ratios within the valve after use and for setting the actuation force of the valve.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung enthalten. Further advantageous design features of the invention are in the subclaims and the following Description included.

Anhand der Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbei spiele von erfindungsgemäßen Ventilen dargestellt sind, soll im folgenden die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:Based on the drawing, in which several execution examples games of valves according to the invention are shown, the invention will be explained in more detail below. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungs form eines Ventils nach der Erfindung, Fig. 1 is a longitudinal section of a first form of execution of a valve according to the invention,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II gemäß Fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line II-II of FIG. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III gemäß Fig. 1, Fig. 3 is a section along the line III-III in FIG. 1,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV gemäß Fig. 1, Fig. 4 shows a section along the line IV-IV of FIG. 1,

Fig. 5 zwei Beispiele für Profildichtungen im Schnitt, Fig. 5 shows two examples of gaskets in section,

Fig. 6 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungs form eines Ventils nach der Erfindung, Fig. 6 shows a longitudinal section of a second execution form of a valve according to the invention,

Fig. 7 eine Ausschnittvergrößerung des mit VII be zeichneten Bereichs gemäß Fig. 6, Fig. 7 shows an enlarged detail of VII with be recorded area in FIG. 6,

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII gemäß Fig. 6, Fig. 8 is a section along the line VIII-VIII of FIG. 6,

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX gemäß Fig. 6, Fig. 9 shows a section along the line IX-IX of FIG. 6,

Fig. 10 eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungs form eines erfindungsgemäßen Ventils, FIG. 10 is a plan view of another execution form of a valve of the invention,

Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie XI-XI gemäß Fig. 10, Fig. 11 shows a section along the line XI-XI of FIG. 10,

Fig. 12 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Ventils nach der Erfindung, Fig. 12 shows a section through a further embodiment of a valve according to the invention,

Fig. 13 eine Aufsicht auf das Ventil gemäß Fig. 12, Fig. 13 is a plan view of the valve according to Fig. 12,

Fig. 14 eine Schnittansicht sowie eine Aufsicht eines weiteren gemäß der Erfindung ausge bildeten Ventils, Fig. 14 is a sectional view and a plan view of a further be formed according to the invention the valve,

Fig. 15 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungs form eines erfindungsgemäßen Ventils mit Längsschieber,und Fig. 15 is a section through a further embodiment of a valve according to the invention with a longitudinal slide, and

Fig. 16 ein Ventil ähnlich dem nach Fig. 15, jedoch mit einer alternativen Feststellung des Schiebers. Fig. 16 shows a valve similar to that of FIG. 15, but with an alternative detection of the slide.

In Fig. 1 ist ein pneumatisches 3/2-Wegeventil mit einem zylindrischen Gehäuse 1 dargestellt. Innerhalb des Gehäuses 1, das aus Kunststoff oder Druckguß besteht, ist eine Längsbohrung 2 ausgebildet.In Fig. 1, a pneumatic 3/2-way valve with a cylindrical housing 1 is shown. A longitudinal bore 2 is formed within the housing 1 , which consists of plastic or die-casting.

Wie insbesondere aus Fig. 2 zu erkennen ist, münden in die Bohrung 2 im Bereich ihres Bohrungsgrundes 3 drei Kanäle 4, 5, 6 die im dargestellten Beispiel den Querschnitt von Kreis segmenten aufweisen, jedoch auch mit anderem Querschnitt, wie z.B. kreisförmig, ausgebildet sein können. Die Kanäle 4, 5, 6 sind über nicht dargestellte Verbindungslei tungen in üblicher Weise mit einem Druckgeber, einem Druckmitteltank bzw. einem Verbraucher verbunden. Das Ventil dient nun dazu, den Verbraucher entweder mit dem Druckgeber oder dem Druckmitteltank zu verbinden.As can be seen in particular from Fig. 2, open into the bore 2 in the region of its bottom 3 three channels 4 , 5 , 6 which have the cross-section of circular segments in the example shown, but are also formed with a different cross-section, such as circular can. The channels 4 , 5 , 6 are connected via connecting lines, not shown, in the usual way to a pressure transmitter, a pressure medium tank or a consumer. The valve now serves to connect the consumer to either the pressure transmitter or the pressure medium tank.

Hierzu sind in der Bohrung 2 zwei scheibenförmige Ven tilelemente 7, 8 angeordnet, die aus Keramikmaterial bestehen. Das dem Bohrungsgrund 3 der Bohrung 2 nächstliegende Ventilelement 7 ist verdrehsicher in dem Gehäuse 1 gelagert, wozu die Bohrung 2 radial nach innen gerichtete Vorsprünge 11 aufweist, die in Aussparungen 12 des Ventilelementes 7 eingreifen. Das Ventilelement 7 weist drei Durchgangsöffnungen 13 auf, die sich in Deckung mit den Offnungen der Kanäle 4, 5, 6 befinden.For this purpose, two disk-shaped Ven valve elements 7 , 8 are arranged in the bore 2 , which consist of ceramic material. The valve element 7 closest to the bottom 3 of the bore 2 is mounted in the housing 1 so that it cannot rotate, for which purpose the bore 2 has radially inwardly directed projections 11 which engage in recesses 12 in the valve element 7 . The valve element 7 has three through openings 13 which are in register with the openings of the channels 4 , 5 , 6 .

Das Ventilelement 8 ist dem Ventilelement 7 identisch und steht mit diesem in direktem stirnseitigen Kontakt, wodurch sich aufgrund der äußerst glatten Keramikober flächen und der hierdurch auftretenden Adhäsionswirkung zwischen den Ventilelementen 7, 8 eine Dichtfläche 14 ergibt, ohne daß zusätzliche Dichtungen erforderlich wären. Das scheibenförmige Ventilelement 8 ist gegenüber dem Ventilelement 7 mittels eines Verdrehelementes 15 verdrehbar, wozu letzteres mit einem axial nach außen ragenden Betätigungsvierkant 16 verbunden ist. Das Verdrehelement 15 ist ebenso wie die Ventilelemente 7, 8 im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet. Zur formschlüssigen Verbin dung mit dem Ventilelement 8 sind an dem Verdrehelement 15 Mitnehmernocken 17 ausgebildet, die sich vom Rand des Verdrehelementes 15 aus in axialer Richtung erstrecken und in Aussparungen 12 des Ventilelementes 8 eingrei fen. Das vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Verdreh element 15 ist gegenüber dem Ventilelement 8 mittels einer in seiner Stirnfläche angeordneten O-Ringdichtung 18 abgedichtet.The valve element 8 is identical to the valve element 7 and is in direct face-to-face contact with it, which results in a sealing surface 14 due to the extremely smooth ceramic surface and the resulting adhesive effect between the valve elements 7 , 8 , without additional seals being necessary. The disk-shaped valve element 8 can be rotated relative to the valve element 7 by means of a twisting element 15 , for which purpose the latter is connected to an actuating square 16 projecting axially outwards. The twisting element 15 , like the valve elements 7 , 8, is essentially disc-shaped. For positive connec tion with the valve element 8 15 driving cams 17 are formed on the twisting element, which extend from the edge of the twisting element 15 in the axial direction and in the recesses 12 of the valve element 8 fen. The preferably made of plastic twist element 15 is sealed against the valve element 8 by means of an O-ring seal 18 arranged in its end face.

Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, ist in der dem Ventil element 8 zugekehrten Fläche des Verdrehelementes 15 eine Umlenkvertiefung 21 ausgebildet, die vorzugsweise den Bereich von zwei Öffnungen 13 des Ventilelementes 8 überdeckt und so eine Verbindung von zwei Öffnungen 13 des Ventilelementes 8 bildet. Durch die gleichzeitige Drehung des Verdrehelementes 15 und des Ventilelementes 8 gegenüber dem feststehenden Ventil element 7 können somit paarweise die Kanäle 4 und 5, 5 und 6 oder 4 und 6 miteinander verbunden werden.As can be seen from Fig. 3, in the valve element 8 facing surface of the Verdrehelementes 15 is a Umlenkvertiefung 21 is formed, preferably the area of two apertures 13 of the valve member 8 covers and thus forms a connection of two openings 13 of the valve member 8 . Due to the simultaneous rotation of the rotating element 15 and the valve element 8 relative to the fixed valve element 7 , the channels 4 and 5 , 5 and 6 or 4 and 6 can thus be connected in pairs.

Entgegen der Ausbildung des dargestellten Ausführungsbei spiels kann das verdrehbare Ventilelement 8 auch einstückig mit dem Verdrehelement 15 aus Keramik ausgebildet sein, wodurch sich die O-Ringdichtung 18 erübrigen würde. Ebenfalls kann das Verdrehelement 15 selbst aus Keramik material hergestellt werden, so daß es unmittelbar auf dem ortsfesten Ventilelement 7 angeordnet werden könnte. In diesem Fall würde sich neben der O-Ringdichtung 18 auch das Ventilelement 8 erübrigen. Contrary to the design of the embodiment shown, the rotatable valve element 8 can also be formed in one piece with the rotating element 15 made of ceramic, as a result of which the O-ring seal 18 would be unnecessary. Likewise, the twisting element 15 itself can be made of ceramic material, so that it could be arranged directly on the stationary valve element 7 . In this case, the valve element 8 would also be unnecessary in addition to the O-ring seal 18 .

Damit nun bei hohen Luftdrücken von bis zu 20 bar die beiden Ventilelemente 7, 8 entgegen der Adhäsionskraft nicht auseinandergedrückt werden können und kein Schmutz zwischen die Dichtflächen 14 gelangen kann, ist erfin dungsgemäß vorgesehen, die beiden Ventilelemente 7, 8 zur Gewährleistung eines "Null-Spaltes" unter Vorspannung gegeneinander zu halten.So that now at high air pressures of up to 20 bar the two valve elements 7 , 8 cannot be pressed apart against the adhesive force and no dirt can get between the sealing surfaces 14 , it is inventively provided that the two valve elements 7 , 8 to ensure a "zero To keep the gap "under tension against each other.

Hierzu ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 5 erfindungsgemäß im Bohrungsgrund 3 der Gehäusebohrung 2 eine Profildichtung 22 aus einem elastischen Material, z.B. Gummi, in einer Nut 23 angeordnet, wobei die Dichtung 22 im entspannten Zustand eine größere Höhe a als die Tiefe der Nut 23 aufweist. Die Ventilelemente 7, 8 werden über das Verdrehelement 15 mittels eines Druckringes 24 gegen die Dichtung 23 gepreßt, so daß diese unter die Ventilelemente 7, 8 zusammendrückender Vorspannung steht. Der Druckring 24 sitzt auf einem Flansch 25 des Vierkantes 16, der mit einer Druckfläche 26 auf dem Verdrehelement 15 aufliegt, und wird bei der Montage des Ventils so weit in die Bohrung 2 gepreßt, bis die gewünschte Vorspannung erreicht ist. Nachfolgend wird der Druckring 24 im Ultraschall-Schweißverfahren mit dem Gehäuse 1 verschweißt. Es ergibt sich eine Schweiß stelle 27.For this purpose, in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 5, a profile seal 22 made of an elastic material, for example rubber, is arranged in a groove 23 in the bottom 3 of the housing bore 2 , the seal 22 in the relaxed state being a greater height a than the depth of the Has groove 23 . The valve elements 7 , 8 are pressed via the twisting element 15 by means of a pressure ring 24 against the seal 23 , so that this is under the valve elements 7 , 8 compressive bias. The pressure ring 24 sits on a flange 25 of the square 16 , which rests with a pressure surface 26 on the rotating element 15 , and is pressed into the bore 2 until the desired pretension is reached when the valve is assembled. Subsequently, the pressure ring 24 is welded to the housing 1 using the ultrasonic welding method. There is a welding point 27 .

In Fig. 5 sind zwei mögliche Querschnitte von Profil dichtungen 22 a, b dargestellt. Die Dichtung 22 a ist im Querschnitt etwa rechteckig ausgebildet, wobei jedoch zwei diagonal gegenüberliegende Eckkanten 31 abgerundet sind. Die Dichtung 22 b weist den Querschnitt eines Sechsecks auf, das in Richtung einer durch zwei gegen überliegende Eckkanten verlaufenden Linie langgestreckt ist, wobei diese Eckkanten abgeflacht sein können. Diese erfindungsgemäßen Ausgestaltungen der Profildichtungen 22 a, b dienen dazu, daß die Vorspannung beim Zusammen pressen zunächst langsam, aber mit zunehmenden Preßdruck überproportional ansteigt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Verhältnis von Höhe a zu Breite b etwa 2 zu 1 und das Verhältnis von Höhe a zur Tiefe der Nut 23 etwa 3 zu 2 beträgt.In Fig. 5 two possible cross sections of profile seals 22 a , b are shown. The seal 22 a is approximately rectangular in cross section, but two diagonally opposite corner edges 31 are rounded. The seal 22 b has the cross section of a hexagon, which is elongated in the direction of a line running through two opposite corner edges, which corner edges can be flattened. These embodiments of the profile seals 22 a , b according to the invention serve to ensure that the preload when pressed together initially increases slowly, but disproportionately with increasing pressure. It is advantageous if the ratio of height a to width b is approximately 2 to 1 and the ratio of height a to depth of groove 23 is approximately 3 to 2.

Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, weist die Dichtung 22 zur Erzeugung einer möglichst gleichmäßig auf der Fläche verteilten Vorspannung erfindungsgemäß einen alle Offnun gen der Kanäle 4, 5, 6 gemeinsam umgebenden ringförmigen Teil sowie mit diesem einstückige, radial innen ange ordnete, die Kanäle 4, 5, 6 einzelnen umgebende Teile auf, wobei die radial nach innen verlaufenden Teile der Profildichtung 22 gleichmäßig auf der Fläche des Bohrungsgrundes 3 verteilt angeordnet sind.As can be seen from Fig. 2, the seal 22 to produce a uniformly distributed on the surface bias according to the invention an all offnun conditions of the channels 4 , 5 , 6 surrounding annular part and with this one-piece, arranged radially inside, the Channels 4 , 5 , 6 individual surrounding parts, with the radially inwardly extending parts of the profile seal 22 being evenly distributed on the surface of the bottom 3 of the bore.

Für eine möglichst gute radiale Abdichtung zwischen dem Bohrungsgrund 3 und dem Ventilelement 7 ist es vor teilhaft, wenn die Profildichtung 22 a - wie im linken Teil der Fig. 1 angedeutet - derart in der Nut 23 ange ordnet ist, daß auf der oberen, offenen Seite der Nut 23 eine abgerundete Eckkante 31 des ringförmigen Teils der Profildichtung 22 a auf der Innenseite der Nut 23 angeordnet ist. For the best possible radial seal between the bottom of the bore 3 and the valve element 7 , it is geous before if the profile seal 22 a - as indicated in the left part of FIG. 1 - is arranged in the groove 23 , that on the upper, open On the side of the groove 23, a rounded corner edge 31 of the annular part of the profile seal 22 a is arranged on the inside of the groove 23 .

Bei der in Fig. 6 bis 9 dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils sind zwei weitere vor teilhafte Möglichkeiten dargestellt, die beiden Ventil elemente 7, 8 unter Vorspannung zu setzen. Hierzu dient erfindungsgemäß eine Tellerfeder 41, die zwischen einem das Gehäuse 1 verschließenden Deckel 42 und den Ventil elementen angeordnet ist. Diese Tellerfeder 41 wird bei aufgesetztem Deckel 42 zusammengedrückt und gibt so eine Vorspannkraft an die Ventilelemente weiter.In the embodiment of a valve according to the invention shown in FIGS. 6 to 9, two further advantageous ways are shown to set the two valve elements 7 , 8 under prestress. For this purpose, according to the invention, a plate spring 41 is arranged , which is arranged between a cover 42 closing the housing 1 and the valve elements. This plate spring 41 is compressed when the cover 42 is in place and thus passes on a pretensioning force to the valve elements.

Bei dieser Ausführungsform sind die Kanäle 4, 5, 6 sowie die Durchgangsöffnungen 13 der Ventilelemente mit rundem Querschnitt ausgebildet. Daher ist es vorteil haft, die Vorspannung durch doppelkonusförmige Dichtungen 43 aus einem elastischen Material, wie Gummi od.dgl., zu erzeugen. Die Dichtungen 43 (Fig. 7) weisen eine axiale Durchgangsöffnung 44 auf und sitzen mit jeweils einem Konus in den angesenkten Kanälen 4, 5, 6 des Gehäuses 1 und in den Öffnungen 13 des unteren Ventil elementes 7. Im mittleren Bereich des Umfangs weisen die Dichtungen 43 eine Einschnürung 45 auf, wodurch sich einerseits ein progressiver Anstieg der Vorspannung und anderer seits auch eine Verringerung des Querschnitts der Durch gangsöffnung 44 bei zunehmender Zusammenpressung der Dichtungen 43 ergibt. Eine derartige Verringerung des Querschnitts der Durchgangsöffnung 44 dient als Drossel wirkung und ist besonders bei auftretenden Druckstößen von Vorteil (in Fig. 7 gestrichelt dargestellt). In this embodiment, the channels 4 , 5 , 6 and the through openings 13 of the valve elements are formed with a round cross section. Therefore, it is advantageous to generate the preload by means of double-conical seals 43 made of an elastic material, such as rubber or the like. The seals 43 ( Fig. 7) have an axial through opening 44 and sit with a cone in the countersunk channels 4 , 5 , 6 of the housing 1 and in the openings 13 of the lower valve element 7th In the central region of the circumference, the seals 43 have a constriction 45 , which on the one hand results in a progressive increase in the pretension and on the other hand also a reduction in the cross section of the through opening 44 with increasing compression of the seals 43 . Such a reduction in the cross section of the passage opening 44 serves as a throttle effect and is particularly advantageous when pressure surges occur (shown in dashed lines in FIG. 7).

Erfindungsgemäß weisen die doppelkonusförmigen Dichtungen 43 weiterhin auf den Umfangsflächen ihrer beiden Konus abschnitte umlaufende, sich radial erstreckende Zungen 46 auf, die einerseits zum Ausgleich von Fertigungs toleranzen dienen, und die andererseits zum pro gressiven Anstieg der Vorspannkraft beitragen.According to the invention, the double-cone-shaped seals 43 continue to have circumferential, radially extending tongues 46 on the circumferential surfaces of their two cones, which on the one hand serve to compensate for manufacturing tolerances, and on the other hand contribute to a gradual increase in the pretensioning force.

Die Tellerfeder 41 und die Dichtungen 43 können alterna tiv oder auch gleichzeitig vorgesehen werden. In dem Fall, daß ausschließlich die doppelkonusförmigen Dich tungen 43 verwendet werden sollen, muß anstelle der Tellerfeder 41 ein passender Zwischenring (nicht dar gestellt) zwischen dem Deckel 42 und den Ventilelementen montiert werden.The plate spring 41 and the seals 43 can alternatively or simultaneously be provided. In the event that only the double cone-shaped lines 43 are to be used, a suitable intermediate ring (not shown) must be mounted between the cover 42 and the valve elements instead of the plate spring 41 .

In Fig. 10 und 11 sind Ventilelemente 51, 52, 53 ohne Gehäuse dargestellt. Zwischen den beiden feststehenden Ventilelementen 51, 53 ist das verdrehbare Element 52 angeordnet. Auch diese Ventilelemente bestehen aus Keramik material. Zur Erzeugung der gewünschten Vorspannung sind in diesem Fall die äußeren Elemente 51, 53 erfin dungsgemäß über elastisch kompressible Spannringe 54 und Schrauben 55 miteinander verschraubt. Da das innere Ventilelement 52 einen kleineren Durchmesser als die äußeren Elemente 51, 53 aufweist, ist es frei mittels eines Vierkants 56 drehbar. Die Kanäle des Gehäuses sind in diesem Fall ebenfalls mittels der doppelkonischen Dichtungen 43 gegen die Öffnungen des Ventilelementes 53 abgedichtet. In Figs. 10 and 11 are valve elements 51, 52, 53 shown without housing. The rotatable element 52 is arranged between the two fixed valve elements 51 , 53 . These valve elements also consist of ceramic material. In this case, the outer elements 51 , 53 are screwed together according to the invention via elastically compressible clamping rings 54 and screws 55 to produce the desired pretension. Since the inner valve element 52 has a smaller diameter than the outer elements 51 , 53 , it can be freely rotated by means of a square 56 . The channels of the housing are also sealed in this case by means of the double-conical seals 43 against the openings of the valve element 53 .

In Fig. 12 und 13 sind zwei Keramik-Ventilelemente 61, 62 dargestellt, die mittige Bohrungen aufweisen, durch die als Drehachse ein längselastischer Bolzen 63 mit einem Kopf 64 verläuft. Der Kopf 64 sitzt in einer Ver tiefung 65 des Ventilelementes 61. Auch das Ventil element 62 weist eine derartige Vertiefung 65 auf, in der der Bolzen 63 erfindungsgemäß im Ultraschall-Ver fahren vernietet ist, wodurch ein Nietkopf 66 entsteht und aufgrund der Längselastizität des Bolzens 63 und/oder der Elastizität des Nietkopfs 66 die geforderte Vorspannung erzeugt wird. Die mittigen Bohrungen und die Vertiefungen 65 der Ventilele mente sind mit einem Lagereinsatz 67 aus Kunststoff versehen.In Figs. 12 and 13, two ceramic valve members 61, 62 illustrated having central holes passing through the axis of rotation than a longitudinal elastic pin 63 with a head 64. The head 64 is seated in a recess 65 of the valve element 61 . The valve element 62 has such a recess 65 , in which the bolt 63 is riveted according to the invention in the ultrasonic process, whereby a rivet head 66 is formed and, due to the longitudinal elasticity of the bolt 63 and / or the elasticity of the rivet head 66 , generates the required pretension becomes. The central bores and the depressions 65 of the Ventilele elements are provided with a bearing insert 67 made of plastic.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 sind zwei feststehende Keramik-Ventilelemente 71, 72 und ein dazwischen angeordnetes drehbewegliches Ventilelement 73 vorgesehen. Die feststehenden Elemente 71, 72 sind rechteckig ausgebildet und werden an ihren Schmal seiten durch zwei U-förmige Spannklammern 74 zusammen gehalten. Zur Einstellung der Höhe der Vorspannung weisen die gegenüberliegenden Innenseiten der freien U-Schenkel der Spannklammern 74 konusartige Schräg flächen 75 auf. Auch die feststehenden Ventilelemente 71, 72 weisen auf ihren den Schmalseiten angrenzenden, voneinander abgekehrten Außenseiten Schrägflächen 76 auf, die an die Schrägflächen 75 der Spannklammern 74 angepaßt sind. Hierdurch kann die Höhe der Vor spannung zwischen den Ventilelementen 71, 72, 73 durch mehr oder weniger weites Aufschieben der Spannklammern 74 auf die äußeren Ventilelemente 71, 72 eingestellt werden. Hierzu ist das Gehäuse 1, in das zunächst eine der Spannklammern 74, dann die Ventilelemente 71, 72, 73 und schließlich die zweite Spannklammer 74 von der Seite, d.h. senkrecht zur Drehachse des Ventilelementes 73, eingeschoben werden, mit einer Verschlußplatte 77 verschlossen, die auf die in Fig. 14 linke Spann klammer 74 wirkende Spannschrauben 78 aufweist. Mittels dieser Spannschrauben 78 ist die Höhe der Vorspannung vorteilhafterweise stufenlos einstellbar. Die Gehäuse kanäle 4, 5, 6 sind mit den Durchgangsöffnungen 13 des Ventilelementes 72 wiederum über doppelkonusförmige Dichtungen 43 verbunden.In the exemplary embodiment according to FIG. 14, two fixed ceramic valve elements 71 , 72 and a rotatable valve element 73 arranged between them are provided. The fixed elements 71 , 72 are rectangular and are held on their narrow sides by two U-shaped clamps 74 . To adjust the amount of preload, the opposite inner sides of the free U-legs of the clamps 74 conical inclined surfaces 75 . The fixed valve elements 71 , 72 also have inclined surfaces 76 on their outer sides adjacent to one another, facing away from one another, which are adapted to the inclined surfaces 75 of the tensioning clamps 74 . As a result, the amount of the pre-voltage between the valve elements 71 , 72 , 73 can be adjusted by sliding the clamps 74 more or less far onto the outer valve elements 71 , 72 . For this purpose, the housing 1, in the first one of the clamps 74, the valve elements 71, 72, 73, and finally the second clamp 74 from the side, are inserted that is perpendicular to the axis of rotation of the valve element 73, closed by a closure plate 77 which on the left in FIG. 14 clamping bracket 74 acting clamping screws 78 . By means of these tensioning screws 78 , the amount of the preload is advantageously continuously adjustable. The housing channels 4 , 5 , 6 are in turn connected to the through openings 13 of the valve element 72 via double-conical seals 43 .

Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Drehschieber ventilen sind in Fig. 15 und 16 zwei Ausführungen von Längsschieberventilen dargestellt. Dabei werden zwei feststehende Keramik-Ventilelemente 81, 82 mit einem dazwischenliegenden, längsbeweglich (siehe Doppelpfeil) geführten Ventilelement 83 mittels Spannklammern 84, 85 zusammengehalten und unter Vorspannung gesetzt. Die Spannklammern 84, 85 und die Schmalseiten der fest stehenden Ventilelemente 81, 82 sind analog zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 mit Schrägflächen 86, 87 ausgebildet. Lediglich eine (die in Fig. 15 obere) Spannklammer 84 weist eine mittige Durchgangs öffnung 88 zur Durchführung des beweglichen Ventil elementes 83 bzw. eines Betätigungsschiebers 89 auf. Zur selbsttätigen Rückstellung des Ventils ist eine Spiralfeder 91 zwischen dem beweglichen Ventilelement 83 und der Spannklammer 85 angeordnet. Zur Einstellung der Höhe der Vorspannung zwischen den Ventilelementen 81, 82, 83 ist eine mechanische Feststellung 92 (Fig. ) oder eine hydraulische Feststellung 93 (Fig. 16) vor gesehen, die jeweils die Spannklammern 84 bzw. 85 mehr oder weniger stark auf die Schrägflächen 87 der Ven tilelemente 81, 82 pressen. Die Verbindungen zwischen den Gehäusekanälen 4, 5, 6 und den Ventilelementen 81, 82 sind auch hier mittels der bereits behandelten doppelkonischen Dichtungen 43 abgedichtet, die eben falls einen Teil zu der gewünschten Vorspannung bei tragen können. Um auch bei den nach diesen Ausführungs beispielen ausgebildeten Ventilen einen progressiven Anstieg der Vorspannung zwischen den Ventilelementen 81, 82, 83 zu erreichen, können zwischen der mechanischen Feststellung 92 bzw. der hydraulischen Feststellung 93 und der jeweiligen Spannklammer 84 bzw. 85 erfin dungsgemäß Formelemente (nicht dargestellt) mit unter schiedlicher Form, Größe und/oder Elastizität angeord net sein. Derartige Formelemente können beispielsweise Kugeln aus verschiedenen Materialien, wie Stahl, Kunst stoff, Gummi usw., mit unterschiedlichen Durchmessern sein. Da bei zunehmendem Druck der Feststellungen 92 bzw. 93 auf die Formelemente zunächst die aus weichem Material bestehenden Formelemente und nachfolgend bei zunehmendem Druck immer härtere Formelemente komprimiert werden, steigt die über die Formelemente an die Spannklammern 84 bzw. 85 weitergegebene Kraft und dadurch auch die Vorspannung zwischen den Ventil elementen 81, 82, 83 progressiv an.In contrast to the rotary slide valves described so far, two versions of longitudinal slide valves are shown in FIGS . 15 and 16. Two stationary ceramic valve elements 81 , 82 are held together by means of tensioning clamps 84 , 85 with an intermediate valve element 83, which is guided in a longitudinally movable manner (see double arrow), and are pretensioned. The clamping brackets 84 , 85 and the narrow sides of the fixed valve elements 81 , 82 are designed in the same way as in the exemplary embodiment according to FIG. 14 with inclined surfaces 86 , 87 . Only one (the upper in Fig. 15) clamp 84 has a central through opening 88 for the passage of the movable valve element 83 or an actuating slide 89 . A spiral spring 91 is arranged between the movable valve element 83 and the tensioning clamp 85 for the automatic resetting of the valve. To adjust the amount of preload between the valve elements 81 , 82 , 83 , a mechanical lock 92 ( FIG. ) Or a hydraulic lock 93 ( FIG. 16) is seen before, each of the clamps 84 and 85 more or less strongly on the Press inclined surfaces 87 of the valve elements 81 , 82 . The connections between the housing channels 4 , 5 , 6 and the valve elements 81 , 82 are also sealed here by means of the double-conical seals 43 which have already been dealt with and which, if just in part, can contribute to the desired preload. In order to achieve a progressive increase in the pretension between the valve elements 81 , 82 , 83 even in the case of the valves designed according to these embodiments, between the mechanical locking device 92 or the hydraulic locking device 93 and the respective clamp 84 or 85, according to the invention, shaped elements ( not shown) with different shape, size and / or elasticity. Such shaped elements can for example be balls made of different materials, such as steel, plastic, rubber, etc., with different diameters. Since with increasing pressure of the determinations 92 and 93 on the form elements, the form elements consisting of soft material are compressed first, and subsequently, with increasing pressure, the form elements become increasingly harder, the force passed on via the form elements to the tensioning clamps 84 and 85 increases , and thereby also the preload progressively between the valve elements 81 , 82 , 83 .

Claims

1. switching valve, in particular for controlling pneumatic brake systems of motor vehicles, consisting of a housing with at least two input or output channels, wherein in the housing at least two disc-shaped, provided with through openings, sealingly superimposed ceramic valve elements are arranged such that by twisting and / or displacement of at least one of the valve elements, the input or output channels can all be connected to one another and / or in pairs, characterized in that the ceramic valve elements ( 7 , 8 ; 51 , 52 , 53 ; 61 , 62 ; 71 , 72 , 73 ; 81 , 82 , 83 ) are under compressive prestress.

2. Valve according to claim 1, characterized records that the amount of preload is adjustable.

3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the housing ( 1 ) has a bore ( 2 ), in the bottom of the bore ( 3 ) three channels ( 4 , 5 , 6 ) open and that in the bore ( 2 ) the valve elements ( 7 , 8 ) are arranged opposite the channels ( 4 , 5 , 6 ).

4. Valve according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the closest to the channels ( 4 , 5 , 6 ) valve element ( 7 ) is rotatably mounted in the bore ( 2 ).

5. Valve according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that between the valve element ( 7 ) and the bottom of the bore ( 3 ) surrounds the channels ( 4 , 5 , 6 ), the prestressing profile seal ( 22 ) an elastic material, in particular rubber, is arranged in a groove ( 23 ) formed in the bottom of the bore ( 3 ).

6. Valve according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the profile seal ( 22 ) has a greater height (a) than the depth of the groove ( 23 ) in the relaxed state.

7. Valve according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the channels ( 4 , 5 , 6 ) and the through openings ( 13 ) of the valve elements ( 7 , 8 ) have the cross section of circular segments, in particular quarter-circle segments.

8. Valve according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the profile seal ( 22 ) an all channels ( 4 , 5 , 6 ) surrounding annular part and with this integral, radially inwardly arranged, the channels ( 4 , 5 , 6 ) has individually surrounding parts, the radially inwardly extending parts of the profile seal ( 22 ) being arranged evenly distributed over the surface of the bore base ( 3 ).

9. Valve according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the profile seal ( 22 a) is approximately rectangular in cross section, two diagonally opposite corner edges ( 31 ) being rounded.

10. Valve according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the profile seal ( 22 a) is arranged in the groove ( 23 ) in such a way that on the upper, open side of the groove ( 23 ) a rounded corner edge of the annular Part of the profile seal ( 22 a) is arranged on the inside of the groove ( 23 ).

11. Valve according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the profile seal ( 22 b) has the cross section of a hexagon which is elongated in the direction of a line running through two opposite corner edges.

12. Valve according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the ratio of height (a) to width (b) of the stretched profile seal ( 22 ) is approximately 2 to 1 and the ratio of height (a) to the relaxed Profile seal ( 22 ) to the depth of the groove ( 23 ) is about 3 to 2.

13. Valve according to one or more of claims 1 to 12, characterized by a the non-rotatable valve element ( 7 ) via the rotatable valve element ( 8 ) and a twisting element ( 15 ) against the profile seal ( 22 ) pressing ring ( 24 ) with the housing ( 1 ) is ultrasonically welded.

14. Valve according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the channels ( 4 , 5 , 6 ) and the through openings ( 13 ) of the valve elements ( 7 , 8 ) have a circular cross section.

15. Valve according to one or more of claims 1 to 4 and 14, characterized in that between the through openings ( 13 ) of the valve element ( 7 ) and the channels ( 4 , 5 , 6 ) for generating the bias double-conical seals ( 43 ) made of an elastic material, in particular rubber, with axial through openings ( 44 ).

16. Valve according to claim 15, characterized in that each double-cone-shaped seal ( 43 ), each with a cone in the lowered channels ( 4 , 5 , 6 ) of the housing ( 1 ) and in the openings ( 13 ) of the valve element ( 7th ) sits.

17. Valve according to claim 15 or 16, characterized in that each seal ( 43 ) in the central region of its circumference has a constriction ( 44 ) and / or on the circumferential surfaces of both cone sections has circumferential, radially outwardly extending tongues ( 46 ) .

18. Valve according to one or more of claims 1 to 17, characterized in that the housing ( 1 ) on the opening side of the bore ( 2 ) is closed by a cover ( 42 ), wherein between the cover ( 42 ) and the valve elements ( 7 , 8 ) a plate spring ( 41 ) generating the pretension is arranged.

19. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that between two in the housing ( 1 ) non-rotatably mounted valve elements ( 51 , 53 ), a valve element ( 52 ) is rotatably mounted, the non-rotatably mounted valve elements ( 51 , 53 ) for Generation of the preload via elastically compressible clamping rings ( 54 ) and screws ( 55 ) are screwed together in their edge area.

20. Valve according to claim 19, characterized in that the diameter of the rotationally movable union element ( 52 ) is smaller than the diameter of the clamping rings ( 54 ).

21. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the valve elements ( 61 , 62 ) have central through bores through which a pin ( 63 ) runs as the axis of rotation, which has a head ( 64 ) on one side and the other side in the ultrasonic method is riveted to a rivet head ( 66 ), the head ( 64 ) and the rivet head ( 66 ) sitting in recesses ( 65 ) of the valve elements ( 61 , 62 ) and the bolt ( 63 ) for producing the prestressing made of longitudinally elastic material.

22. Valve according to claim 21, characterized in that the central through bores and the depressions ( 65 ) of the valve elements ( 61 , 62 ) have a bearing insert ( 67 ) made of plastic.

23. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that between two in the housing ( 1 ) non-rotatably mounted valve elements ( 71 , 72 ), a valve element ( 73 ) is rotatably mounted, the non-rotatably mounted valve elements ( 71 , 72 ) rectangular are formed and held together on their narrow sides by two generating the bias, U-shaped clamps ( 74 ).

24. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that between two in the housing ( 1 ) stationary rectangular valve elements ( 81 , 82 ), a valve element ( 83 ) is guided longitudinally displaceably, the stationary valve elements on their narrow sides by two the bias generating, U-shaped clamps ( 84 , 85 ) are held together.

25. Valve according to claim 23 and / or 24, characterized in that the clamps ( 74 ; 84 , 85 ) on the opposite inner sides of their free U-legs have cone-like inclined surfaces ( 75 ; 86 ) which with corresponding inclined surfaces ( 76 ; 87 ) on the narrow sides, the mutually facing outer sides of the valve elements ( 71 , 72 ; 81 , 82 ) interact to adjust the amount of preload.

26. Valve according to claim 23 and / or 25, characterized in that the housing ( 1 ) has a lateral, perpendicular to the axis of rotation of the valve element ( 73 ) arranged opening for the lateral insertion of the clamps ( 74 ) and the valve elements ( 71 , 72nd , 73 ), which can be closed by a locking plate ( 77 ), the locking plate ( 77 ) has clamping screws ( 78 ) which, for setting the preload between the valve elements ( 71 , 72 , 73 ), are closest to the side opening of the housing Clamp ( 74 ) act.

27. Valve according to claim 24 and / or 25, characterized in that one of the clamping clips ( 84 , 85 ) in its horizontal U-leg has a central through opening ( 88 ) for carrying out the movable valve element ( 83 ) or one to the outside the housing ( 1 ) projecting actuating slide ( 89 ).

28. Valve according to one or more of claims 24, 25, 27, characterized in that the amount of preload between the Ventilelemen th ( 81 , 82 , 83 ) by means of one of the clamps ( 84 , 85 ) on the inclined surfaces ( 87 ) Valve elements ( 81 , 82 ) pressing mechanical locking ( 92 ) or hydraulic locking ( 93 ) is adjustable.

29. Valve according to claim 28, characterized in that between the mechanical locking ( 92 ) or the hydraulic locking ( 93 ) and the clamps ( 84 or 85 ), shaped elements with different shape, size and / or elasticity are arranged.