Druckmittelventil Die Erfindung betrifft ein Druckmittelventil, dessen Stössel beim öffnungshub einen quer vor ihm angeordneten Ventilteller aufstösst, welcher in der Schliessstellung von einer Feder und dem zu steuernden Druckmittel gegen seinen Sitz gedrückt ist.
Wenn ein solches Ventil, das z. B. als Druckluft- Bremsventil in Kraftfahrzeugen Verwendung finden kann, durch eine Hilfsvorrichtung, insbesondere durch einen Elektromagneten, geöffnet werden soll, muss von der Hilfsvorrichtung die ganze Ventilteller- belastung überwunden werden. Diese Belastung ist unter Umständen beträchtlich, weil beispielsweise bei Druckluftbremsanlagen der auf dem Ventilteller in Schliessrichtung lastende Vorratsluftdruck<B>6</B> atü oder mehr beträgt.
Bei den üblichen Ausführungen dieser Ventile sind die Stimfläche des Ventilstössels und die Sitzfläche des Ventilt;ellers rechtwinklig zur Ventilachse gelegt. Es muss dann beim öffnen des Ventils vom Magneten eine Kraft aufgebracht werden, die sich aus dem Wert von Ventilsitzfläche mal Vorratsdruck plus Kraft der Ventilfeder ergibt. Da meist die Magnete nicht beliebig gross gemacht werden können, muss die Ventilsitzfläche begrenzt werden, so dass sich nur verhältnismässig kleine Ven- tildurchgangsquerschnitte erzielen lassen.
Diese Mängel lassen sich erfindungsgemäss durch eine Ausbildung vermeiden, bei der die bei geöffne tem Ventil plan aufeinanderliegenden Berührungs flächen von Stössel und Ventilteller in der Schliess lage unter einem spitzen Winkel zueinander geneigt sind.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. <B>1</B> und 2 der Zeichnung im Schnitt dar gestellt.
In einer mehrstufig abgesetzten Axialbohrung <B>1</B> eines Ventilgehäuses 2 ist ein Ventilstössel<B>3</B> mit Hilfe eines an ihm befestigten Führungstellers 4 und einer Stulpdichtung <B>5</B> axial beweglich geführt. Eine am Teller 4 angreifende Feder<B>6</B> hält den Stössel mit seinem oberen Ende am axial beweglichen Anker<B>7</B> eines Elektromagneten<B>8.</B> Der über der Stalpdichtung <B>5</B> liegende Teil der Bohrung<B>1</B> ist durch eine Bohrung<B>9</B> und ein diese Bohrung ab deckendes Filter<B>10</B> mit der Aussenluft verbunden. Vom Bohrungsraum unter der Stulpdichtung führt ein Querkanal<B>11</B> zum nicht dargestellten Arbeits zylinder, beispielsweise einem Bremszylinder.
Der Ventilstössel hat eine Axialbohrung 12, von der aus Querbohrungen<B>13</B> zu dem Aussenluftraum über dem Stalp <B>5</B> führen. Das offene untere Ende des Stössels <B>3</B> ragt in einen verengten Teil 14 der Bohrung<B>1</B> hinein und ist über seine ganze Stimfläche <B>15</B> ein wenig zur Ventilachse abgeschrägt. Der Abschrä- gungswinkel kann beispielsweise 0,311 betragen. Die schräge Stirnfläche<B>15</B> des Stössels ist im übrigen plan gehalten.
Am unteren Ende des Bohrungsteils 14 ist ein nach unten gerichteter Ventilsitz<B>16</B> vorgesehen, an dem bei angehobenem Stössel<B>3</B> ein Ventilteller <B>17</B> durch eine Feder<B>18</B> gehalten ist. Das untere Ende der Feder<B>18</B> ist an einer Verschlussschraube <B>19</B> für den unteren Teil 20 der Bohrung<B>1</B> abgestützt. Der Ventilsitz<B>16</B> und die Anlagefläche des Ventil- teHers <B>17</B> sind ebenfalls plan und liegen senkrecht zur Ventilachse. In den Bohrungsteil 20 unter dem Ventilsitz<B>16</B> mündet eine Querbohrung 21, an die ein nicht dargestellter Druckluftvorratsbehälter einer Druckluftbremsanlage angeschlossen sein kann.
Während bei den bekannten Ventilbauarten zum Öffnen des Ventils der Magnetanker über den axial vor ihm liegenden Stössel den Ventilteller zentral er fassen und senkrecht zur Sitzfläche entgegen der Feder und Druckluftbelastung vom Sitz abheben muss, braucht er bei der gezeichneten Ausführung den Ventilteller nur mit Hilfe des vorstehenden Teils des abgeschrägten Ventilstössels klappenartig um einen an der gegenüberliegenden Sitzseite sich bildenden Stützpunkt etwas zu schwenken, wozu nur ein Bruchteil der bisherigen Magnetkraft erfor derlich ist. Ausserdem gelangt schon nach gering fügigem Anheben der einen Tellerseite Druckluft aus dem Bohrungsteil 20 rasch hinter den Ventil teller und führt dort einen teilweisen Druckausgleich herbei.
Den restlichen öffnungshub führt dann der Ventilteller in der üblichen Weise auf dem Ventil stössel aufliegend aus. Versuche haben gezeigt, dass mit Hilfe der Abschrägung die für das öffnen des Ventils notwendigen Magnetkräfte um etwa 30% vermindert sind.
Da die Abschrägung des Ventil stössels nur gering ist, liegt der Stössel mit seiner planen Ringfläche im Augenblick des öffnens des Ventiltellers auch schon gut abschliessend an der gegenüberliegenden Dichtfläche des Ventiltellers an. Dies trifft insbesondere für Ventile zu, bei denen der dichtende Teil des Ventiltellers aus etwas nach giebigem Stoff, z. B. synthetischem Gummi, herge stellt ist. Nennenswerte Druckluftverluste bei öffnungs- beginn sind also nicht zu befürchten.
Die Abschrägung kann vom Stössel auch an den Sitz des Ventiltellers verlegt werden, so dass der Ventilstössel mit einer zur Ventilachse senkrechten Stirnfläche ausgeführt werden kann. Ein Ausfüh rungsbeispiel dieser Art ist in Fig. 2 dargestellt. Dort ist die zur Hubrichtung des Stössels senkrechte Stirnfläche mit<B>15'</B> und die hierzu geneigte Ventil sitzfläche mit<B>16'</B> bezeichnet. Im übrigen entspricht die Ausführung nach Fig. 2 der nach Fig. <B>1.</B>
Wenn es erwünscht ist, sowohl die Stirnfläche des Stössels als auch die Sitzfläche für den Ventil teller am Ventflgebäuse <B>je</B> rechtwinklig zur Hubrich tung des Stössels, also rechtwinklig zur Ventilachse auszuführen, kann die dem Ventilstössel gegenüber- liegende Seite des Ventiltellers mit einer keilförmig verlaufenden Berührungsfläche versehen sein. Da in diesem Fall der Ventilstössel beim öffnungshub auf den vorstehenden Teil der Keilfläche trifft, bleibt auch hier bei öffnungsbeginn des Ventils die klap- penförmige Tellerbewegung erhalten.
Von der Erfindung kann mit gutem Erfolg ins besondere auch bei Ventilen mit undurchbohrtem Ventilstössel Gebrauch gemacht werden, wo der Ventilteller nur eine Durchgangsbohrung überwa chen muss.
Pressure medium valve The invention relates to a pressure medium valve, the plunger of which, during the opening stroke, pushes open a valve plate arranged transversely in front of it, which in the closed position is pressed against its seat by a spring and the pressure medium to be controlled.
When such a valve, e.g. B. can be used as a compressed air brake valve in motor vehicles, is to be opened by an auxiliary device, in particular by an electromagnet, the auxiliary device must overcome the entire valve plate load. Under certain circumstances, this load is considerable because, for example, in the case of compressed air brake systems, the supply air pressure on the valve disk in the closing direction is <B> 6 </B> atm or more.
In the usual designs of these valves, the front surface of the valve stem and the seat surface of the valve disc are placed at right angles to the valve axis. When the valve is opened, the magnet must then apply a force that results from the value of the valve seat area times the supply pressure plus the force of the valve spring. Since the magnets cannot usually be made arbitrarily large, the valve seat area must be limited so that only relatively small valve passage cross-sections can be achieved.
These deficiencies can be avoided according to the invention by a design in which the contact surfaces of the plunger and valve disc, which lie flat on top of one another when the valve is open, are inclined at an acute angle to one another in the closed position.
Two exemplary embodiments of the invention are shown in section in FIGS. 1 and 2 of the drawing.
In a multi-stage offset axial bore <B> 1 </B> of a valve housing 2, a valve stem <B> 3 </B> is guided in an axially movable manner with the aid of a guide plate 4 attached to it and a face plate seal <B> 5 </B>. A spring <B> 6 </B> acting on the plate 4 holds the plunger with its upper end on the axially movable armature <B> 7 </B> of an electromagnet <B> 8. </B> The one above the stalp seal <B > 5 </B> part of the bore <B> 1 </B> is connected to the outside air by a bore <B> 9 </B> and a filter <B> 10 </B> covering this bore. A transverse channel 11 leads from the bore space under the faceplate to the working cylinder (not shown), for example a brake cylinder.
The valve stem has an axial bore 12, from which cross bores <B> 13 </B> lead to the outside air space above the Stalp <B> 5 </B>. The open lower end of the tappet <B> 3 </B> protrudes into a narrowed part 14 of the bore <B> 1 </B> and is beveled a little over its entire end face <B> 15 </B> towards the valve axis . The bevel angle can be 0.311, for example. The inclined end face <B> 15 </B> of the ram is also kept flat.
At the lower end of the bore part 14, a downwardly directed valve seat <B> 16 </B> is provided on which, when the tappet <B> 3 </B> is raised, a valve disk <B> 17 </B> is held by a spring <B> > 18 </B> is kept. The lower end of the spring <B> 18 </B> is supported on a screw plug <B> 19 </B> for the lower part 20 of the bore <B> 1 </B>. The valve seat <B> 16 </B> and the contact surface of the valve teher <B> 17 </B> are also flat and are perpendicular to the valve axis. A transverse bore 21 opens into the bore part 20 under the valve seat 16, to which a compressed air reservoir (not shown) of a compressed air brake system can be connected.
While in the known valve types to open the valve, the armature over the axially in front of him the valve plate he grasp centrally and must lift off the seat perpendicular to the seat against the spring and compressed air load from the seat, he only needs the valve plate with the help of the above Part of the beveled valve stem to pivot around a flap-like support point formed on the opposite seat side, for which only a fraction of the previous magnetic force is required. In addition, even after slightly lifting one side of the disk, compressed air from the bore part 20 quickly comes behind the valve disk and there causes a partial pressure equalization.
The valve disk then executes the remaining opening stroke in the usual manner, resting on the valve stem. Tests have shown that with the help of the bevel, the magnetic forces required to open the valve are reduced by about 30%.
Since the bevel of the valve tappet is only slight, the tappet with its flat annular surface is already in good contact with the opposite sealing surface of the valve disk when the valve disk is opened. This is especially true for valves in which the sealing part of the valve disk is made of a somewhat flexible material, e.g. B. synthetic rubber, is Herge. Significant losses of compressed air at the start of opening are therefore not to be feared.
The bevel can also be moved from the tappet to the seat of the valve disk, so that the valve tappet can be designed with an end face perpendicular to the valve axis. An exemplary embodiment of this type is shown in FIG. There, the face perpendicular to the stroke direction of the tappet is denoted by <B> 15 '</B> and the valve seat inclined to this is denoted by <B> 16' </B>. Otherwise, the embodiment according to FIG. 2 corresponds to that according to FIG. 1
If it is desired to design both the end face of the tappet and the seat surface for the valve disk on the valve housing at right angles to the stroke direction of the tappet, i.e. at right angles to the valve axis, the side of the valve tappet opposite the valve tappet can be used The valve disk can be provided with a wedge-shaped contact surface. Since in this case the valve tappet hits the protruding part of the wedge surface during the opening stroke, the flap-shaped disk movement is also retained here when the valve begins to open.
The invention can be used with good success in particular in valves with an undrilled valve stem, where the valve plate only has to monitor a through hole.