BR112018008809B1 - Válvula limitadora de pressão - Google Patents

Abstract

VÁLVULA LIMITADORA DE PRESSÃO A presente invenção refere-se a uma válvula limitadora de pressão (10), com uma carcaça de válvula (12) e um pistão de válvula (18) e uma mola de ajuste de limitação de pressão (28), sendo que na carca-ça de válvula (12) está prevista pelo menos uma entrada de válvula (14) e pelo menos uma saída de válvula (16), sendo que o pistão de válvula (18) pode assumir uma posição de abertura (B), na qual a en-trada de válvula (14) e a saída de válvula (16) estão conectadas uma com a outra, e pelo menos uma posição de fecho (D), na qual a entra-da de válvula (14) e a saída de válvula (16) estão separadas uma da outra, sendo que o pistão de válvula (18) apresenta um primeiro anel de pistão (20), com uma superfície de vedação (40) e um segundo anel de pistão (22), sendo que na posição de fecho (D), a superfície de ve-dação (40) do primeiro anel de pistão (20) está hermeticamente puxa-da por tração, contra um ressalto de carcaça (24), por uma força pneumática, que atua no segundo anel de pistão (22) e que está diri-gida contra a força da mola de ajuste de limitação de pressão (28), e sendo que, ainda, está presente no pistão de válvula (...).

Description

[001] A presente invenção refere-se a uma válvula limitadora de pressão com uma carcaça de válvula, um pistão de válvula, com uma mola limitadora de pressão, sendo que a válvula limitadora de pressão é, particularmente, uma válvula limitadora de pressão de um sistema de preparação de ar para um sistema de freio para um veículo utilitário.

[002] Em conexão com veículos utilitários são conhecidos sistemas de preparação de ar para sistemas de freio pneumáticos, nos quais está integrada uma válvula de segurança para um circuito de pressão reduzida para um limitador de pressão.

[003] A preparação de ar é um componente central em um sistema de freio pneumático de um veículo utilitário, no qual o ar transportado pelo compressor, contendo óleo e água, é filtrado e purificado. O ar comprimido é distribuído com a pressão necessária e na sequência de enchimento correta aos diversos circuitos de freio e consumidores de ar no veículo utilitário. Em caso de defeito, os circuitos de freio individuais são protegidos uns contra os outros, de modo que para frenagem do veículo utilitário (por exemplo, de um caminhão), existe uma ação de frenagem suficiente à disposição. Uma preparação de ar eletrônica inclui, além de uma eletrônica de controle, sensores e dispositivos de regulação. Os aparelhos de preparação de ar mais recentes ainda incluem, adicionalmente, um freio de estacionamento eletrônico (EPB).

[004] Alguns desses circuitos de freio trabalham, nesse caso, em um nível de pressão mais baixo, que se situa abaixo do nível de pressão dos outros circuitos de freio.

[005] Com uma válvula limitadora de pressão a pressão pode, nesse caso, ser reduzida ao nível mais baixo desejado. Pelo fato de que a força da mola do limitador de pressão é ajustada com um parafuso de ajuste, pode ser ajustado o nível de pressão desejado.

[006] Nessas válvulas limitadoras de pressão são conhecidas, nesse caso, diferentes formas de construção. Do estado da técnica são conhecidas, particularmente, válvulas limitadoras de pressão de acordo com o princípio de "fechar por deslizamento", nas quais, a um aumento de pressão no sistema, o limitador de pressão se fecha à pressão de fecho definida e, assim, limita a pressão no lado da saída. Em um outro aumento de pressão no lado da entrada do limitador de pressão, através de uma superfície ativa na válvula, a mesma é fechada por deslizamento e a força de vedação no assento de válvula aumenta. Essa válvula limitadora de pressão é conhecida, por exemplo, do documento DE 102010947491 A1.

[007] Outras válvulas limitadoras de pressão são conhecidas dos documentos D 33 11 816 C1, DE 26 20 135 A1, DE 41 14 977 A1, DE 30 26 283 A1, DE 26 19 769 A1, DE 26 19 769 A1, DE 600 24 496 D2, bem como DE 20 2006 017 517 U1, sendo que essas válvulas também trabalham de acordo com o princípio de "fechar por deslizamento".

[008] Um outro princípio para as válvulas limitadoras de pressão é o princípio de "fechar por tração", sendo que a um aumento de pressão no sistema, o limitador de pressão se fecha à pressão de fecho definida e, assim limita a pressão no lado da saída. Em um outro aumento de pressão no lado da entrada do limitador de pressão, através de uma superfície ativa no pistão é gerada uma força, que é introduzida através do pistão no assento de válvula como força de tração. Desse modo, aumenta a força de vedação no assento de válvula.

[009] Do documento DE 43 44 416 A1 é conhecido um dispositivo limitador de pressão, que funciona de acordo com o princípio de "fechar por deslizamento". Essa válvula limitadora de pressão, porém, não apresenta nenhuma função de válvula de segurança.

[0010] É uma tarefa da presente invenção aperfeiçoar uma válvula limitadora de pressão do tipo citado incialmente de maneira vantajosa, particularmente no sentido de que a mesma pode ser formada com necessidade de espaço construtivo menor, bem como com menos componentes.

[0011] Essa tarefa é solucionada de acordo com a invenção por uma válvula limitadora de pressão com as características da reivindicação 1. De acordo com a mesma, está previsto que uma válvula limitadora de pressão apresente uma carcaça de válvula, um pistão de válvula e uma mola de ajuste de limitação de pressão, sendo que na carcaça de válvula está prevista pelo menos uma entrada de válvula e pelo menos uma saída de válvula, sendo que o pistão de válvula pode assumir uma posição de abertura, na qual a entrada de válvula e a saída de válvula estão conectadas uma com a outra, e pelo menos uma posição de fecho, na qual a entrada de válvula e a saída de válvula estão separadas uma da outra, sendo que o pistão de válvula apresenta um primeiro anel de pistão, com uma superfície de vedação e um segundo anel de pistão, sendo que na posição de fecho, a superfície de vedação está fechada por tração contra um ressalto de carcaça por uma força pneumática, que atua sobre o segundo anel de pistão e que está dirigida contra a força da mola de ajuste de limitação de pressão, e sendo que no pistão de válvula está presente, ainda, uma passagem pneumática para formação de uma função de válvula de segurança, sendo que, desse modo, pode ser fechado um corpo de válvula de segurança carregado por mola, disposto no lado oposto à saída de válvula do segundo anel de pistão.

[0012] A invenção baseia-se sobre a ideia básica que na válvula limitadora de pressão está integrada uma função de válvula de segurança. Pela integração de uma função de válvula de segurança na válvula limitadora de pressão, pode ser obtido que a válvula limitadora de pressão possa estar construída, no total, de modo mais simples e, com isso, também podem ser suprimidas partes da válvula limitadora de pressão e da válvula de segurança. No caso da válvula limitadora de pressão, trata-se de uma válvula limitadora de pressão de acordo com o princípio de "fechar por deslizamento", que possibilita um efeito de autorreforço, ao ser excedida uma pressão de fecho previamente definida. A um aumento de pressão no sistema, o limitador de pressão se fecha na pressão de fecho definida e limita assim o ponto de pressão no lado da saída. A um outro aumento de pressão no lado da entrada do limitador de pressão, através de uma superfície ativa no pistão é gerada uma força, que é introduzida no assento de válvula, no lado da entrada do limitador de pressão, como força de tração. Desse modo, aumenta a força de vedação no assento de válvula e tem, assim, uma ação de autorreforço. Pela integração da função de válvula de segurança , no caso de defeito, a pressão dos circuitos de pressão limitada pode ser mantida abaixo de uma pressão máxima admissível, definida. Quando essa pressão é excedida, então o corpo de válvula de segurança pode abrir-se e, desse modo, evacuar a pressão. Desse modo, é formada a função de válvula de segurança. Pela integração da função de válvula de segurança na válvula limitadora de pressão, apresenta-se a vantagem de que existe uma necessidade de espaço construtivo menor, uma vez que a válvula de segurança está alojada no espaço construtivo do limitador de pressão.

[0013] Além disso, pode estar previsto que o corpo de válvula de segurança esteja carregado pela mola de ajuste de limitação de pressão. Desse modo, é possível que para a formação da função de válvula de segurança por meio do corpo de válvula de segurança não é necessária uma mola separada para o corpo de válvula de segurança. Consequentemente, alguns componentes podem ser economizados, particularmente, a mola e também o parafuso de ajuste da válvula de segurança . Desse modo, podem ser economizados custos.

[0014] Além disso, é possível que o corpo de válvula de segurança apresente uma guia, que em uma posição de fecho está guiada em uma reentrância do segundo anel de pistão. Pela guia do corpo de válvula de segurança em uma reentrância do segundo anel de pistão pode ser obtido que o corpo de válvula de segurança execute um movimento definido em relação ao segundo anel de pistão e, com isso, ao pistão de válvula. Um modo de construção robusto e uma possibilidade de ajuste definido da característica de fecho são possíveis desse modo.

[0015] Pode estar previsto, ainda, que pelo menos na posição de fecho o corpo de válvula de segurança se apoie com uma superfície de vedação sobre o segundo assento de válvula e, com isso, feche hermeticamente a passagem pneumática. Com isso, é possibilitado e facilitado um modo de construção de configuração pequena da válvula limitadora de pressão, com a função de válvula de segurança integrada.

[0016] Além disso, pode estar previsto que a pressão limite, à qual a válvula limitadora de pressão comuta para a posição de fecho, seja ajustável por meio da mola de ajuste de limitação de pressão ou de um elemento de ajuste. É particularmente concebível que o elemento de ajuste seja um parafuso de ajuste. Isso possibilita um ajuste simples e robusto da característica de comutação da válvula limitadora de pressão.

[0017] Particularmente, pode estar previsto que por meio do elemento de ajuste seja ajustável a protensão da mola de ajuste de limitação de pressão.

[0018] Além disso, pode estar previsto que a pressão limite, à qual o corpo de válvula de segurança libera a pressão pneumática, seja ajustável por meio da mola de ajuste de limitação de pressão e de um elemento de ajuste. No caso do elemento de ajuste, pode tratar-se do elemento de ajuste da válvula limitadora de pressão ou do parafuso de ajuste da mola de ajuste de limitação de pressão, para ajuste da protensão da mola de ajuste de limitação de pressão.

[0019] Pode ainda estar previsto que a passagem pneumática esteja formada por um furo de passagem pelo pistão de válvula.

[0020] Outros detalhes e vantagens da invenção, devem agora ser apresentados por meio de um exemplo de modalidade representado nos desenhos.

[0021] Mostram:

[0022] Figura 1 um desenho em corte esquemático de um exemplo de modalidade de acordo com a invenção de uma válvula limitadora de pressão;

[0023] Figura 2 uma outra representação em corte da válvula limitadora de pressão de acordo com a figura 1, em posição de fecho ou durante a limitação de pressão; e

[0024] Figura 3 uma outra representação em corte da válvula limitadora de pressão de acordo com a figura 1, no caso de defeito, com válvula de segurança aberta.

[0025] A figura 1 mostra em representação em corte esquemática uma modalidade de acordo com a invenção de uma válvula limitadora de pressão 10, que funciona de acordo com o princípio de "fechar por tração" e está equipada com uma função de válvula de segurança.

[0026] A válvula de pressão 10 está mostrada na posição de enchimento B.

[0027] A válvula limitadora de pressão 10 apresenta uma carcaça de válvula 12 com uma entrada de válvula 14 e uma saída de válvula 16.

[0028] Na carcaça de válvula 12 está inserido um pistão de válvula 18, que apresenta um primeiro anel de pistão 20 e um segundo anel de pistão 22.

[0029] Em torno da entrada de válvula 14, a carcaça de válvula 12 apresenta no interior um ressalto de carcaça 24, que está previsto para esbarro para o primeiro anel de pistão 20.

[0030] Tal como mostrado na fase de funcionamento do enchimento, representada na figura 1, da entrada para a saída com ar comprimido, o segundo anel de pistão 22 está esbarrado contra um segundo ressalto da carcaça 25.

[0031] O pistão de válvula 18 apresenta uma passagem pneumática 26, que está formada por um furo de passagem pelo pistão de válvula.

[0032] O furo de passagem é coaxial ao eixo do pistão de válvula 18.

[0033] Sobre o pistão de válvula 18 atua indiretamente uma mola de ajuste de limitação de pressão 28, que por meio de sua força de mola carrega por mola o pistão de válvula 18, e cuja força de mola está alinhada de tal modo que até atingir uma pressão limite, o primeiro anel de válvula 20 não entra em contato com o ressalto de carcaça 24.

[0034] A mola de ajuste de limitação de pressão 28 está assentada em sua uma extremidade sobre uma tampa de introdução de força 30 e em sua outra extremidade, sobre o corpo de válvula de segurança 32. O corpo de válvula de segurança 32 está, portanto, carregado por mola pela mola de ajuste de limitação de pressão 28.

[0035] O corpo de válvula de segurança 32 em si está guiado em uma guia 34 do segundo anel de pistão 22 e está assentado na posição mostrada na figura 1 sobre o segundo anel de válvula.

[0036] A guia 34 apresenta uma passagem 36, através da qual pode penetrar, por exemplo, ar comprimido.

[0037] A guia 34 está guiada na posição na figura 1 e figura 2 na reentrância 38 do segundo anel de pistão 22.

[0038] O primeiro anel de pistão 20 apresenta uma superfície de vedação 40, sobre uma superfície alinhada axialmente, que está voltada para o segundo anel de pistão 22.

[0039] O segundo anel de pistão 22, por sua vez, apresenta em sua superfície periférica, isto é, alinhada radialmente, um anel de vedação 42. O corpo de válvula de segurança 32, por sua vez, apresenta sobre uma superfície alinhada axialmente, que está voltada para o segundo anel de pistão 22, também uma superfície de vedação do corpo de válvula de segurança 44.

[0040] A superfície de vedação 40, o anel de vedação 42 e a superfície de vedação do corpo de válvula de segurança 44 podem estar formados, por exemplo, por vedações vulcanizadas.

[0041] Mas, em princípio, também é concebível que essas vedações sejam vedações de borracha inseridas sobre o pistão de válvula 18. Também é concebível que o anel de vedação 42 esteja formado como anilha.

[0042] Além disso, a válvula limitadora de pressão 10 apresenta um elemento de ajuste 46, que aqui está representado como parafuso de ajuste 46.

[0043] Além disso, na área do elemento de ajuste 46 também está prevista uma saída de válvula de segurança 48, através da qual ar pode ser evacuado.

[0044] A função da válvula limitadora de pressão 10 pode ser descrita da seguinte maneira:

[0045] Na posição de enchimento B mostrada na figura 1, de um sistema vazio ou sistema solicitado com pouca pressão, o segundo anel de pistão 22 está empurrado contra o ressalto de carcaça 25, mais precisamente, devido à força de mola da mola de ajuste de limitação de pressão 28 e também devido à pressão pneumática existente do ar comprimido, que entra através da entrada de válvula 14, e que atua contra a superfície pneumaticamente ativa do primeiro anel de pistão 20. Consequentemente, ar comprimido pode correr através da entrada de válvula 14 para a saída de válvula 16. No enchimento de um sistema vazio, o pistão de válvula 18 permanece na posição B, por tanto tempo, até que, a partir de uma determinada pressão, o pistão de válvula começa a se mover. O anel de pistão 20 aproxima-se então do ressalto de carcaça 24.

[0046] A pressão , à qual o conjunto de válvula se fecha, determina a pressão limite da válvula limitadora de pressão 10. Isso também é o ponto de design da válvula limitadora de pressão e é ajustado com o elemento de ajuste 46 correspondente.

[0047] A figura 2 mostra a posição de limitação de pressão D, que também é uma posição de fecho.

[0048] Na posição de fecho, a entrada de válvula 14 e a saída de válvula 16 estão separadas pneumaticamente uma da outra.

[0049] Na posição de fecho a superfície de vedação 40 do primeiro anel de pistão 20 está fechada hermeticamente por tração contra o ressalto de carcaça 24, mais precisamente por uma força pneumática, que é gerada pelo ar comprimido que está entrando através da entrada de válvula 14. As superfícies pneumaticamente ativas no primeiro anel de pistão 20 e segundo anel de pistão 22 geram, nesse caso, uma força, que supera a força da mola de ajuste de limitação de pressão 28.

[0050] A pressão limite, à qual a válvula limitadora de pressão 10 passa da posição de enchimento B para a posição de limitação de pressão D, pode ser realizada através do parafuso de ajuste 46. Por protensão correspondente da mola de ajuste de limitação de pressão 28, através do parafuso de ajuste 46, que atua sobre a tampa de introdução de força 30 e encosta ou distende a mesma de modo correspondente à protensão desejada contra a mola de ajuste de limitação de pressão 28, pode ser ajustada a pressão limite, à qual a válvula limitadora de pressão 10 atinge a posição de limitação de pressão D. Desse modo, também pode ser ajustada a pressão limite, à qual o corpo de válvula de segurança 32 libera a passagem pneumática 26, e realiza a função de segurança contra sobrepressão no sistema total.

[0051] A mola de ajuste de limitação de pressão 28 comprime o corpo de válvula de segurança 32 contra o segundo anel de pistão 22, mais precisamente, de tal modo que a superfície de vedação do corpo de válvula de segurança 44 se encosta no segundo anel de pistão 22. Desse modo, ao mesmo tempo também a passagem pneumática 26 está vedada ou fechada hermeticamente.

[0052] A válvula limitadora de pressão 10 fecha-se, portanto, a uma pressão de fecho definida e limita, assim, a esse valor, a pressão no lado da saída.

[0053] A um aumento adicional de pressão sobre o lado da entrada da válvula limitadora de pressão 10, é gerada no pistão de válvula 18 através da superfície ativa, uma força, que é introduzida como força de tração através do pistão de válvula 18 no assento de válvula. Desse modo, a força de vedação aumenta no assento de válvula.

[0054] Em caso de defeito, tal como mostrado na figura 3, se a pressão continuar a subir no lado da saída, essa pressão pode abrir por deslizamento, através do furo central, isto é, a passagem pneumática 26 no pistão de válvula 18 da válvula de segurança integrada.

[0055] A válvula de segurança integrada também usa a mola de ajuste de limitação de pressão e o parafuso de ajuste 46 da válvula limitadora de pressão 10. Na posição mostrada na figura 3, a válvula de limitação de pressão encontra-se na posição de abertura da válvula de segurança S. LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA 10 válvula limitadora de pressão 12 carcaça de válvula 14 entrada de válvula 16 saída de válvula 18 pistão de válvula 20 primeiro anel de pistão 22 segundo anel de pistão 24 ressalto de carcaça 25 segundo ressalto de carcaça 26 passagem pneumática 28 mola de ajuste de limitação de pressão 30 tampa de introdução de força 32 corpo de válvula de segurança 34 guia 36 passagem 38 reentrância 40 superfície de vedação 42 anel de vedação 44 superfície de vedação do corpo de válvula de segurança 46 elemento de ajuste, parafuso de ajuste 48 saída da válvula de segurança B posição de enchimento D posição de limitação de pressão S posição de abertura da válvula de segurança

Claims (8)

1. Válvula limitadora de pressão (10) que compreende: uma carcaça de válvula (12) tendo pelo menos uma entrada de válvula (14) e pelo menos uma saída de válvula (16); um pistão de válvula (18); uma mola de ajuste de limitação de pressão (28); e um corpo de válvula de segurança (32) carregado por mola, em que a carcaça de válvula (12) e o pistão de válvula (18) são configurados de modo que o pistão de válvula (18) é móvel em uma posição de abertura (B), na qual a entrada de válvula (14) e a saída de válvula (16) estão conectadas uma com a outra, e é móvel em pelo menos uma posição de fecho (D), na qual a entrada de válvula (14) e a saída de válvula (16) estão separadas uma da outra, em que o pistão de válvula (18) apresenta um primeiro anel de pistão (20), com uma superfície de vedação (40) e um segundo anel de pistão (22), caracterizada pelo fato de que na posição de fecho (D), a superfície de vedação (40) do primeiro anel de pistão (20) está hermeticamente puxada por tração, contra um ressalto de carcaça (24), por uma força pneumática, que atua sobre o primeiro anel de pistão (20) e o segundo anel de pistão (22) contra uma força da mola de ajuste de limitação de pressão (28), sendo que o pistão de válvula (18) inclui uma passagem pneumática (26) que pode ser fechada pelo corpo de válvula de segurança (32) carregado por mola, o corpo de válvula de segurança (32) sendo disposto em um lado do segundo anel de pistão (22) oposto à pelo menos uma saída de válvula (16) e o corpo de válvula de segurança (32) possui uma superfície de vedação configurada para suportar no segundo anel de pistão (22) e fechar a passagem pneumática (26) quando o corpo de válvula de segurança (32) estiver em uma posição fechada.

2. Válvula limitadora de pressão (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o corpo de válvula de segurança (32) está carreado por mola pela mola de ajuste de limitação de pressão (28).

3. Válvula limitadora de pressão (10) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o corpo de válvula de segurança (32) apresenta uma guia (34), que em uma posição de fecho está guiada em uma reentrância (38) do segundo anel de pistão (22).

4. Válvula limitadora de pressão (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que pelo menos na posição de fecho (D), o corpo de válvula de segurança (32) apoia-se com uma superfície de vedação (44) sobre o segundo assento de válvula (22) e, desse modo, fecha hermeticamente a passagem pneumática (26).

5. Válvula limitadora de pressão (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a pressão limite, à qual a válvula limitadora de pressão comuta para a posição de fecho (D), é ajustável por meio da mola de ajuste de limitação de pressão (28) e de um elemento de ajuste (46).

6. Válvula limitadora de pressão (10) de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que por meio do elemento de ajuste (46), é ajustável a protensão da mola de ajuste de limitação de pressão (28).

7. Válvula limitadora de pressão (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a pressão limite, à qual o corpo de válvula de segurança (32) libera a passagem pneumática (26), é ajustável por meio da mola de ajuste de limitação de pressão (28) e de um elemento de ajuste (46).

8. Válvula limitadora de pressão (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a passagem pneumática (26) está formada por um furo de passagem pelo pistão de válvula (18).