DE10011674A1 - Richtungsventil mit Auslöseschwelle sowie mit einem solchen Ventil versehene Vorrichtung - Google Patents
Richtungsventil mit Auslöseschwelle sowie mit einem solchen Ventil versehene VorrichtungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Richtungsventil (101) mit Auslöseschwelle, welches einen gestuften Kanal (111, 112) aufweist, der im Eingang eine in die stromaufwärtige Kammer (A) mündende stromaufwärtige Durchführung (111) mit kleinem Querschnitt und eine in die stromabwärtige Kammer (B) mündende Durchführung (112) mit großem Durchmesser aufweist. Die beiden in ihrem Durchmesser verschiedenen Durchführungen bilden unter sich einen Absatz (113), in den die stromaufwärtige Durchführung (111) mündet und dort einen Ventilsitz (114) realisiert, mit dem ein Verschlußorgan (115) zusammenwirkt. Eine in ihrem Querschnitt verminderte Durchführung (110) verbindet das Innere des Ventils (1) stromaufwärtig des Sitzes (14) mit der stromabwärtigen Kammer. Das Verschlußorgan (115) ist magnetisch, und ein Magnet (116) ist in Höhe des Ventilsitzes (114) angeordnet, um das Verschlußorgan (115) an den Ventilsitz zu ziehen.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Richtungsventil mit Auslöse
schwelle, umfassend:
- - einen gestuften Kanal, der im Eingang eine in die stromaufwärtige Kammer mündende stromaufwärtige Durchführung mit kleinem Durchmesser und eine in die stromabwärtige Kammer mündende stromabwärtige Durchführung mit großem Durchmesser aufweist,
- - wobei diese beiden Durchführungen unterschiedlichen Durch messers untereinander einen Absatz bilden, in welchen die stromauf wärtige Durchführung mündet und dort einen Ventilsitz realisiert, mit welchem ein Verschlußorgan zusammenwirkt,
- - wobei die in ihrem Querschnitt verminderte Durchführung das Innere des Ventils stromabwärtig des Sitzes mit der stromaufwärtigen Kammer verbindet.
Es sind bereits Richtungsventile mit Auslöseschwelle bekannt, mit de
nen insbesondere die Türanschläge von Automobilen ausgestattet wer
den (FR 97 12 946). Solche Ventile wirken dahingehend, daß sie sich
öffnen, wenn sie einem Druckunterschied ausgesetzt sind, der größer
ist als eine festgelegte und ihrer Arbeitsrichtung entsprechende
Schwelle. Sie schließen sich wieder, wenn dieser Druckunterschied ver
schwindet. Dies bedeutet im Falle einer Türanschlags, daß sich das
Ventil öffnet, wenn die Tür in Öffnungsrichtung des Ventils mit einer
den Schwellwert übersteigenden Druckkraft beaufschlagt wird, und daß
sich das Ventil wieder schließt, sobald die Öffnungskraft, die auf die
Tür ausgeübt wird und die den Druckunterschied auf beiden Seiten des
Ventils bewirkt, verschwindet.
Ein solches Ventil ist schematisch in Fig. 1 dargestellt.
Das Ventil 1 dient zur Freigabe der Durchführung 10, die die Kammer A
(in der hypothetisch der höhere Druck vorherrscht) mit der Kammer B
verbindet, wenn der Unterschied zwischen den beiden Drücken den
Schwellwert für die Auslösung des Ventils übersteigt.
Das Ventil 1 hat einen gestuften Kanal, der in dem Körper 2 gebildet ist
und der sich im Einlaß aus einer in die Kammer B mündenden Durch
führung 11 mit kleinem Querschnitt auf der Seite der Kammer A und
einer Durchführung 12 mit großem Querschnitt zusammensetzt. Diese
Durchführungen bilden untereinander einen Absatz 13, in dem die
Durchführung 11 mit kleinem Querschnitt einen Ventilsitz 14 begrenzt.
Das Ventil ist mit einem Verschlußorgan 15 in Form einer Kugel ver
schlossen. Dieses Verschlußorgan sitzt im Inneren der Durchführung
12 mit großem Querschnitt in einer Hülse 16, mit der es sich dicht ver
schlossen in Kontakt befindet. Diese Hülse sitzt ihrerseits in abgedich
tetem Zustand in der Durchführung 12.
Eine Feder 17 wird an das Verschlußorgan 15 gedrückt. Mit ihrem an
deren Ende stützt sich die Feder 17 an einer Lochschraube 18 ab, die
mit einer sie vollständig durchquerenden Lochung 19 versehen ist.
Diese Schraube 18 ist in den Gewindebereich der Durchführung 12 mit
großem Querschnitt geschraubt, um die Feder 17 in geeichter Weise
zusammenzudrücken und den Schwellwert für die Auslösung des Ven
tils festzulegen.
Die Hülse 16 gibt die in ihrem Querschnitt verminderte Durchführung
10 wie dargestellt frei.
Das Ventil 1 arbeitet wie folgt: zu Beginn ist der Fluiddruck in den bei
den Kammern A, B hypothetisch identisch. Der Kolben befindet sich im
Gleichgewicht, und das Ventil ist geschlossen. Sein Verschlußorgan 15
wird durch die Feder 17 an seinen Sitz 14 gedrückt.
Als Beispiel sei angenommen, daß sich der Druck des Fluids in der
Kammer A erhöht und jener des Fluids in der Kammer B verringert.
Der Unterschied zwischen den beiden Drücke wirkt durch die Durch
führung 11 mit kleinem Querschnitt hindurch auf den in der Durchfüh
rung 11 exponierten Bereich des Verschlußorgans 15. Wenn das Pro
dukt aus diesem Druck (Druckunterschieds) und der exponierten Ober
fläche gleich oder etwas größer ist als die durch die Feder 17 auf das
Verschlußorgan 15 ausgeübte Schließkraft, hebt sich das Verschlußor
gan von seinem Sitz 14 ab. Ab dem Moment der Öffnung wirkt die
Druckdifferenz nicht mehr allein auf die kleine Oberfläche des Ver
schlußorgans 15, sondern auf dessen gesamte, diesem Fluid in der
Kammer A ausgesetzte Seite. Die gesamte, sich auf der Seite der Kam
mer A befindende Oberfläche des Verschlußorgans 15 ist dem in der
Kammer A vorherrschenden Druck ausgesetzt, und die gesamte, der
Kammer B zugekehrte Oberfläche des Verschlußorgans 15 ist mittels
der die Schraube 18 durchquerenden Lochung 19 dem in dieser Kam
mer B vorherrschenden Fluiddruck ausgesetzt. Um das Verschlußorgan
15 in der Öffnungsposition zu halten, genügt ein sehr viel schwächerer
Druckunterschied als jener, der für die initiale Auslösung des Ventils
notwendig ist, weil dieser Druckunterschied nicht mehr nur auf die
kleine Oberfläche des Verschlußorgans ausgeübt wird, sondern prak
tisch auf den gesamten Querschnitt der Durchführung 12.
Der Nachteil des bekannten Ventils besteht darin, daß die Schwell
wertfunktion nicht ausreichend betont ist. Das Verschlußorgan in Form
einer Kugel, die die Fluideinlaßöffnung verschließt, wird durch eine Feder
druckbeaufschlagt. Nun ist die von der Feder entwickelte Rückstell
kraft proportional zur Verlagerung der Kugel. Das bedeutet, daß entlang
eines Fluidnetzes Druckverluste entstehen, die umso bedeutender sind,
je mehr das Ventil geöffnet ist und je stärker die Feder die Kugel zu
rückhält. Dadurch ist es nicht möglich, im Augenblick der Schwelle ein
deutliches Auslösen zu erreichen, was anhand der Fig. 2A, 2B ver
deutlicht ist, wovon die eine den Idealfall und die andere den prakti
schen Fall zeigt. An der Abszisse der beiden Figuren ist eine Linear-
bzw. Winkelverschiebung dargestellt, während an der Ordinate die
Rückhaltekraft des Ventils dargestellt ist.
Fig. 2A zeigt, daß es zwischem dem Niveau F 1 und dem Niveau F2 der
Kraft F beim Passieren des Abszissenpunktes α0 ein starkes Gefälle
gibt. Es handelt sich hier um die erforschte theoretische Situation.
Fig. 2B zeigt die praktische Situation. Der Übergang zwischen dem
Niveau F1 und dem Niveau F3 erfolgt an dem Abszissenpunkt α0 nicht
abrupt, sondern beginnt in diesem Moment und endet an dem Abszis
senpunkt α1, was nicht dem Idealbetrieb entspricht, da die Auslöse
schwelle nicht klar markiert ist.
Das Ziel vorliegender Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen und
ein Richtungsventil mit Auslöseschwelle zu schaffen, dessen Schwell
effekt deutlich hervorgehoben ist.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Richtungsventil der vorste
hend beschriebenen Art, welches dadurch gekennzeichnet ist,
- - daß das Verschlußorgan magnetisch ist und
- - daß in Höhe des Ventilsitzes ein Magnet angeordnet ist, um das Verschlußorgan an den Ventilsitz zu ziehen.
Da die auf das Verschlußorgan ausgeübte magnetische Anziehungskraft
als Funktion des Kehrwerts des Quadrats des Abstands zwischen dem
Verschlußorgan und dem magnetischen Element abnimmt, sobald das
Verschlußorgan leicht von seinem Sitz abgehoben wird, wird die Halte
kraft oder Anziehungskraft des magnetischen Elements sehr rasch ex
trem schwach.
Diese Kraft wird keineswegs durch eine etwaige auf das Verschlußorgan
wirkende Kraft ergänzt oder ersetzt, weil die Rückstellfeder lediglich
dazu bestimmt ist, das Verschlußorgan bei Fehlen anderer äußerer
Kräfte zurück an den Ventilsitz zu drücken, und nicht dafür bemessen
ist, für das dichte Anliegen des Verschlußorgans an dem Sitz zu sorgen
und die der Schwelle für die Öffnung des Ventils entsprechende Kraft zu
erzeugen. Diese Kraft ist einzig jene, die von dem Magnet erzeugt wird,
das heißt die Abhebekraft.
In besonders vorteilhafter Weise berandet der Magnet den Sitz des Ven
tils, und das Verschlußorgan ist in Form eines Kegels vorgesehen, der
von einer Scheibe getragen wird, und der Magnet ist ein magnetisierter
Kranz, der mit einer auf die Durchführung des Ventils ausgerichteten
konischen Öffnung versehen ist, wodurch man eine bedeutende Akti
onsfläche für die magnetische Verankerung gewinnt.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal stellt eine auf das Ver
schlußorgan wirkende Rückstellfeder das Verschlußorgan in Richtung
auf seinen Ventilsitz zurück.
Die Erfindung betrifft auch die Anwendung solcher Richtungsventile,
insbesondere bei Anschlägen von drehend oder translatorisch bewegten
Türen.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal umfaßt demzufolge der
insbesondere für Fahrzeugtüren vorgesehene Türanschlag, der zur Ver
bindung der beiden Gelenkteile (Tür/Karosserie) vorgesehen ist, um
diese in einer beliebigen Position zu halten:
- - ein starres, dicht geschlossenes und ein Fluid enthaltendes Ge häuse, das mit einem Teil des Gelenks verbunden und durch einen Kol ben, der mit einer mit ihm (203) fest verbundenen Achse in dem Ge häuse montiert ist und dessen zumindest eines Ende zur Verbindung mit dem anderen Teil des Gelenks aus dem Gehäuse heraustritt, in zwei komplementäre Kammern mit variablem Volumen unterteilt ist,
- - wobei der Kolben mit zwei entgegengesetzten Richtungsventilen mit Auslöseschwelle versehen ist, die die beiden Kammern verbinden, wenn der Druck in der einen Kammer den Druck in der anderen Kam mer um eine Differenz übersteigt, die in Richtung des Durchflusses des Fluids von der Kammer mit höherem Druck zur anderen Kammer höher ist als die Schwelle des entsprechenden Ventils.
Einem weiteren Merkmal zufolge ist der Kolben schwenkbar in dem Ge
häuse gelagert.
Ein weiteres Merkmal sieht vor, daß der Kolben gleitbeweglich in dem
Gehäuse gelagert ist.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die
anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht eines Richtungsventils
mit Auslöseschwelle gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2A, 2B sind jeweils Diagramme zur Darstellung der Relation zwi
schen der winkelförmigen oder linearen Verschiebung des
Ventils und der auf das Ventil ausgeübten externen Kraft,
wobei Fig. 2A der theoretischen oder gewünschten Situa
tion und Fig. 2B dem durch die Verwendung eines Ventils
gemäß Fig. 1 erreichten Ergebnis entspricht;
Fig. 3A ist eine zu Fig. 1 analoge Schnittansicht eines erfindungs
gemäßen Richtungsventils mit Auslöseschwelle in Schließ
position;
Fig. 3B ist eine Ansicht des Ventils von Fig. 3A, jedoch in Öff
nungsposition;
Fig. 4 zeigt eine Kolbenvorrichtung mit linearer Translationsbewe
gung, die mit zwei erfindungsgemäßen Ventilen ausgestattet
ist;
Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht einer Variante der Kolbenvorrichtung gemäß Fig. 4;
Fig. 5A zeigt ein Detail der Form des vorderen Kolbenendes und des
Kanals mit im Querschnitt vermindertem Durchlaß;
Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform einer Zweirichtungs-
Kolbenvorrichtung mit Translationsbewegung;
Fig. 7 zeigt ein Türanschlaggehäuse, das mit erfindungsgemäßen
Ventilen ausgestattet ist;
Fig. 8A zeigt eine erste kombinierte lineare Vorrichtung gemäß ei
ner ersten Version, die einen mit Translationsbewegung ar
beitenden Türanschlag bildet;
Fig. 8B betrifft eine zweite Version eines translatorisch arbeitenden
Türanschlags;
Fig. 9A zeigt eine weitere Version eines translatorisch arbeitenden
Türanschlags;
Fig. 9B ist eine Variante der Ausführungsform von Fig. 9A.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausfüh
rungsbeispiels, eines in den Fig. 3A, 38 dargestellten Ventils näher
erläutert.
Gemäß Fig. 3A dient das Ventil der Erfindung zur Herstellung einer
kommunizierenden Verbindung zwischen stromaufwärtigen Kammer a
und einer stromabwärtigen Kammer B. Diese beiden Kammern sind
durch eine theoretische Ebene PP getrennt.
Das erfindungsgemäße Ventil 101 setzt sich zusammen aus einem Kör
per 102, der von einem gestuften Kanal mit einer Achse XX durchquert
ist, wobei der Kanal aus einer stromaufwärtigen Durchführung 111 mit
kleinem Querschnitt und aus einer stromabwärtigen Durchführung 112
mit großem Querschnitt gebildet ist. Die stromaufwärtige Durchführung
111 befindet sich auf der Seite der Kammer A und die stromabwärtige
Durchführung 112 auf der Seite der Kammer B. Diese beiden Durch
führungen bilden einen Absatz 113, der den Ventilsitz 114 bildet. Ein
Verschlußorgan 115 arbeitet mit dem Ventilsitz 114 zusammen. Dieses
Verschlußorgan ist aus einem konischen Teil 1151 und aus einer
Scheibe 1152 gebildet und gleitet in der stromabwärtigen Durchführung
112. Das Verschlußorgan 115 wird von einer Rückstellfeder 117 beauf
schlagt, die an der Rückfläche der Scheibe 1152 zur Anlage kommt und
sich im übrigen an einer Mutter 118 abstützt, die mit einer Durchfüh
rung 119 versehen ist. Die Mutter 118 ist in die mit einem Gewinde ver
sehene stromabwärtige Durchführung 112 geschraubt. Die Mutter 118
ist durchstochen, um das Fluid aus der Kammer B auf die Rückfläche
des Verschlußorgans 115, d. h. auf die Scheibe 1152 wirken zu lassen.
Das Verschlußorgan 115 besteht aus einem Material, das leicht magne
tisiert werden kann oder mit einem Magnet zusammenwirken kann.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist in Höhe des Absatzes 113
ein Magnet 116 in Form einer den Ventilsitz 114 definierenden Loch
scheibe vorgesehen.
Dieser Magnet 116 kann auch in das Material des Körpers 102 inte
griert werden, wenn dieser zum Beispiel aus Kunststoff hergestellt ist.
Der Sitz 114 wird demnach durch die Kante der stromaufwärtigen
Durchführung 111 gebildet.
In der vorliegenden Ausführungsform hat das Verschlußorgan eine ko
nische Form 1151 und der Sitz 114 eine entsprechende Form. Die Koni
zität kann gegebenenfalls leicht verschieden sein, um eine Punktkontaktwirkung
zu erzeugen, die in bestimmten Fällen die Dichtheit ver
bessert.
Die Magnetkraft, die das Verschlußorgan 115 an den Magneten 116
und, präziser ausgedrückt, an den Sitz 114 zieht, ist direkt proportional
zu dem Kehrwert des Quadrats des Abstands, der die beiden Teile
trennt. Das bedeutet, daß diese Anziehungskraft sehr rasch abnimmt,
sobald die beiden Teile sich zu trennen beginnen, wohingegen die An
ziehungskraft im Moment des Kontakts sehr intensiv ist. Dies erlaubt
die Erzeugung eines deutlich ausgeprägten Schwelleffekts.
Es ist zu erwähnen, daß die Rückstellfeder 117 das Verschlußorgan
115 einfach in Richtung des Ventilsitzes 114 drückt, ohne die Kraft für
den Verschluß des Ventils zu erzeugen und vor allem, ohne in die Defi
nition der Schwelle für die Öffnung des Ventils einzugreifen. Diese Öff
nungskraft wird vornehmlich durch die Magnetkraft definiert.
Der Körper 110 weist eine in ihrem Querschnitt verminderte Durchfüh
rung 110 auf, das heißt eine Durchführung mit relativ geringem
Durchmesser, die in die stromaufwärtige Durchführung 112 in der
Nähe des Absatzes 113 in der nicht von dem Magnet 116 bedeckten
Zone mündet. Diese Durchführung 110 mündet im übrigen auch in die
Außenseite des Körpers 102 auf der Seite der Kammer B, um mit dieser
Kammer zu kommunizieren.
Der Abgang der im Querschnitt verminderten Durchführung 110 in der
stromabwärtigen Durchführung 112 ist dergestalt, daß die Durchfüh
rung 110 geschlossen ist, wenn sich das Ventil 115 in Schließposition
befindet. Die mehr oder weniger vorgezogene Position der Einmündung
der Durchführung 110 in die Durchführung 112 hat in der Praxis nur
wenig Bedeutung, da ab dem Moment des Abhebens des Verschlußor
gans 115 von seinem Sitz 114 der Druck des Fluids aus der stromauf
wärtigen Kammer 114 auf den gesamten Querschnitt des Verschlußor
gans wirkt (dieser Querschnitt entspricht jenem der Durchführung 112)
und letzteres durch die Wirkung der Druckdifferenz zwischen den bei
den praktisch oberflächengleichen Stirnflächen des Verschlußorgans
115 ohne weiteres zurückdrücken kann, wobei die stromaufwärtige
Stirnfläche dem Druck aus der Kammer A und die stromabwärtige
Stirnfläche dem Druck aus der Kammer B ausgesetzt ist.
Fig. 3A zeigt das Ventil in der Verschlußposition, während in Fig. 3B
das Ventil in der Öffnungsposition dargestellt ist. In dieser zuletzt ge
nannten Position hat das sich in der Kammer A befindende Fluid einen
höheren Druck als das Fluid in der Kammer B, durchströmt die strom
aufwärtige Durchführung 115 und die im Querschnitt verminderte
Durchführung 110, um in die Kammer B zu gelangen.
Fig. 4 zeigt eine erste Anwendung der erfindungsgemäßen Ventile.
Diese Vorrichtung ist beispielsweise zwischen zwei Organen angeordnet,
die untereinander eine translatorische Bewegung ausführen. Das eine
Organ ist mit dem einen Teil der Vorrichtung, das andere Organ mit
dem zweiten Teil der Vorrichtung fest verbunden.
Diese Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 401, in dem ein mit ei
ner Kolbenstange 402 verbundener Kolben 403 aufgenommen ist. Das
Gehäuse 401 ist mit dem einen der bewegten Teile und die Kolben
stange 402 mit dem anderen der bewegten Teile verbunden. Der Kolben
403 begrenzt in dem Gehäuse 401 zwei Kammern A, B, die ein Fluid
enthalten und die durch das den Kolben 403 durchströmende Fluid
kommunizieren können. Dieser Durchfluß wird durch zwei in den Kolben
403 integrierte Ventile 300 gesteuert. Diese Ventile 300 wirken ge
gensinnig, das heißt, daß das eine Ventil arbeitet, wenn der Druck der
Kammer A den Druck der Kammer B um eine über einer Schwelle lie
gende Druckdifferenz übersteigt. Im umgekehrten Fall arbeitet das an
dere Ventil und ermöglicht die Kommunikation zwischen den beiden
Kammern, um die Verschiebung des Kolbens 403 relativ zu dem Ge
häuse 401 zuzulassen, wobei diese Verschiebung blockiert wird, sobald
die auf ein Element relativ zu dem anderen ausgeübten Kräfte unter
eine festgelegte Schwelle sinken.
Die Detailbeschreibung dieser Ventile 300 entspricht jener der Fig.
3A, 3B und wird nicht wiederholt.
Es ist lediglich anzumerken, daß in dieser Figur die stromaufwärtige
Durchführung die Bezugsziffer 311 und die im Querschnitt verminderte
Durchführung die Bezugsziffer 310 trägt.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante der Vorrichtung von Fig. 4,
umfassend ein Gehäuse 501, in dem ein mit einer Kolbenstange 502
verbundener Kolben 503 untergebracht ist. Wie vorausgehend ist das
Gehäuse 501 mit dem einen der bewegten Teile und die Stange 502 mit
dem anderen bewegten Teil verbunden. Der Kolben 503 begrenzt in dem
Gehäuse 501 zwei Kammern A, B, die ein Fluid enthalten und die über
den Durchfluß des Fluids durch den Kolben 503 kommunizieren kön
nen. Dieser Durchfluß wird durch zwei Ventile 300' gesteuert, die in
den Kolben 303 integriert sind. Diese Ventile umfassen ebenfalls im
Querschnitt verminderte Durchführungen 510, die für jedes Ventil ver
doppelt sind.
Wie vorhergehend arbeitet jedes der Ventile 300' in seiner Richtung.
Fig. 5A zeigt eine Ausführungsvariante des Kolbens 315 der Vorrich
tung 300' und der im Querschnitt verminderten Durchführung 510'.
Diese im Querschnitt verminderte Durchführung ist knieförmig, um
eine Strömung zu begünstigen, die Druckverluste reduziert die
Durchführung 510' kommuniziert mit der Durchführung 511 strom
aufwärtig des Kolbens 315. Die Vorderfläche des Kolbens 315 hat einen
gekrümmten Bereich 315A, 315B, der jeweils an die Form 511A, 511B
des Eingangs der Durchführung 511 angepaßt ist.
Die Form 315A entspricht der gekrümmten Form, während die Form
315B dem konischen Restbereich des Ventilsitzes entspricht, der sol
chermaßen in dem Kolben 503 gebildet ist, oder dem Teil, das den Ven
tilsitz in dem Kolben 503 greift, wie das Teil 116 der Fig. 3A, 3B.
Die Strömungsrichtung des Fluids durch die im Querschnitt vermin
derte Durchführung 510' und die Durchführung 511 hindurch ist an
hand eines gebogenen Pfeils dargestellt.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsvariante einer Vorrichtung mit Kolben
mit integriertem Doppelventil.
Diese Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 601, das einen Kolben
603 aufweist, der ebenfalls zwei Kammern A, B abgrenzt. Das Gehäuse
601 und die Stange 602 sind jeweils mit zwei beweglichen Teilen ver
bunden.
Der Kolben 603 hat ein Zweirichtungsventil, das durch zwei Verschluß
organe 615A, 615B gebildet ist, deren jedes in einer Strömungsrichtung
arbeitet. Diese beiden Verschlußorgane arbeiten nicht gleichzeitig, weil
entweder die Kammer A oder die Kammer B notwendigerweise einen
höheren Druck hat als die andere, wenn die Vorrichtung arbeitet. Unter
diesen Bedingungen wird das Verschlußorgan, das sich auf der Seite
der Kammer mit dem größeren vorherrschenden Druck befindet, bezo
gen auf seine Verschlußposition nach hinten zurückgedrückt, während
das andere Verschlußorgan in der Schließposition bleibt.
Diese Anordnung ermöglicht einen bedeutenden Raumgewinn.
Diese beiden Vorrichtung sind durch die im Querschnitt verminderten
Durchführungen 610B, 610A umrissen.
Die Verschlußorgane 615A und 615B arbeiten jeweils mit einem Ven
tilsitz 614A, 614B mit einem in Höhe des Ventilsitzes vorgesehenen Ma
gneten 616A, 616B zusammen. In dieser Ausführung sind die beiden
Verschlußorgane 615A, 615B Kopf bei Fuß angeordnet und durch die
Kompressionsfeder 617 getrennt, die versucht, sie auseinander zu
drücken. Im Fall dieses Doppelventils endet der gestufte Kanal 612 an
jedem Ende mit einer Durchführung 611A, 611B mit kleinem Durch
messer, die die Rolle der im Querschnitt verminderten Durchführung
111, 112 der in den Fig. 3A, 3B dargestellten Ausführungsform
übernimmt.
Schließlich haben die Verschlußorgane 615A, 615B eine Durchführung
616A, 616B. Wenn die Vorrichtung ruht, sind die Verschlußorgane
615A, 615B durch die Feder 617 beabstandet und haften an ihrem je
weiligen Magneten. Wenn sich die Vorrichtung bewegt, hebt sich das
eine der beiden Verschlußorgane 615A, 615B dem Bewegungssinn fol
gend, d. h. der Richtung der zwischen den beiden Kammern A, B er
zeugten Druckdifferenz, von seinem Sitz ab, während das andere Organ
feststehend bleibt. Die im Querschnitt verminderten Durchführungen
616A, 616B, die in jedem der beiden Verschlußorgane 615A, 615B vorgesehen
sind, erlauben den Fluidaustausch mit dem zwischen den bei
den Verschlußorganen 615A, 615B enthaltenen Volumen, wodurch die
relative Bewegung dieser beiden Organe zugelassen wird. Da die beiden
Durchführungen 616A, 616B an den Stirnflächen der Organe 615A,
615B münden, gibt es kein globales Entweichen von Fluid durch beiden
Durchführungen 616A und 616B gleichzeitig, weil die beiden Organe
615A, 615B an die Sitze 614A, 614B gedrückt werden.
Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform für eine schwenkbare An
schlagvorrichtung. Diese Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 201,
in dem ein um eine Achse 202 schwenkbar gelagerter Kolben 203 un
tergebracht ist. Der Kolben teilt das Gehäuse in zwei Kammern A, B.
Der Kolben hat zwei erfindungsgemäße Ventile, die gegensinnig mon
tiert sind, um gemäß der zwischen den beiden Kammern A und B herr
schenden Druckdifferenz zu arbeiten.
Die verschiedenen Mittel dieser Vorrichtung, die nicht Teil der Erfin
dung sind, werden nicht beschrieben.
Die Fig. 8A, 8B zeigen sehr schematisch die Anwendung der Rich
tungsventile bei der Realisierung eines Türanschlag mit Translations
bewegung.
Aus Gründen des Raumbedarfs ist es von besonderem Interesse, einen
Türanschlag zu realisieren, der mit einer Translationsbewegung und
nicht einer Drehbewegung arbeitet. Dazu transformiert man die Dreh
bewegung der Achse 700 des Türscharniers in eine Translationsbewe
gung, und zwar dank eines Kurbelzapfens 701, der von einer mit der
Türachse fest verbundenen Scheibe 702 getragen wird. Dieser Kurbel
zapfen ist durch ein Zwischenglied 703 mit einer Kolbenstange 704 verbunden,
die einen Kolben 705 trägt, der in einem Gehäuse 706 gleitet
und zwei Kammern A, B abgrenzt. Dieses Gehäuse 706 mit seinem Kol
ben 705 und seinen beiden Kammern arbeitet wie die Vorrichtung der
Fig. 4, 5 oder 6. Es kann ein kombiniertes Ventil oder zwei Zwei
richtungsventile aufweisen.
Fig. 8B zeigt eine leichte Variante der Ausführung von Fig. 8A. In
diesem Fall ist die Kolbenstange 704 nicht mit einem Zwischenglied,
sondern mit einem Drücker 703A verbunden, der ein Teil 708 in Form
eines Langlochs trägt, das den eine Gleitrolle bildenden Zapfen 701A
aufnimmt. Dieser Zapfen wird ebenfalls von einer mit der Scharnier
achse 700 fest verbundenen Scheibe 702 getragen. Die Drehung des
Zapfens 701A bewirkt die Translation des Langlochs 708. Diese Bewe
gung wird durch den Drücker 703A auf die Kolbenstange 704 übertra
gen, die ebenfalls einen Kolben 705 trägt, der wie jener in Fig. 5A ein
oder zwei Ventile 707 hat.
Die Fig. 9A, 9B zeigen schematisch zwei andere Ausführungsformen
von mit Richtungsventilen ausgestatteten Türanschlägen.
Gemäß Fig. 9A umfaßt der Türanschlag einen mit der Scharnierachse
verbundenen Teil 800 und einen mit der Karosserie fest verbundenen
Teil 801. Die beiden Teile 800, 801 drehen sich relativ zueinander. Der
Teil 800 trägt eine Achse 802 mit einer Schraube 803, und der Teil 801
ist ein Gehäuse, in dem ein Kolben 804 gleitet und dort zwei mit einem
Fluid gefüllte Kammern A, B abgrenzt. Der Kolben 804 ist von zwei Ein
richtungsventilen 805, 806 durchquert, die entgegengesetzt montiert
sind, um das Fluid jedes Mal nur in einer Richtung durchströmen zu
lassen, wie das bereits weiter oben beschrieben wurde.
Der Kolben 804 trägt eine Mutter 807, die die Schraube 803 aufnimmt.
Der Teil 800 ist hinsichtlich einer Translationsbewegung feststehend,
kann sich aber, da er mit der Scharnierachse verbunden ist, drehen.
Das Gehäuse 801 ist hinsichtlich einer Translationsbewegung ebenfalls
feststehend. Sein Kolben 804 ist gegen eine Drehung blockiert, kann
sich aber im Inneren des Gehäuses 801 frei translatorisch bewegen.
Durch das Zusammenwirken der Mutter 807 und der Schraube 803 bei
einer Drehung der Scharnierachse wird der Kolben 804 durch Ver
schraubung in die entsprechende Richtung gedrückt. Der Anstieg des
Drucks und der daraus resultierende Unterdruck beiderseits des Kol
bens 804 in den Kammern A und B (gemäß der Bewegungsrichtung)
bewirkt das Passieren von Flüssigkeit von einer Kammer zur anderen
und dann das Halten des Kolbens 804 in der Anschlagposition der Dre
hung, was dem Türanschlag entspricht.
Fig. 9B zeigt eine weitere Variante der Ausführung eines Türan
schlags, umfassend einen mit der Scharnierachse verbundenen Teil 900
und einen Teil 901, der bezogen auf die Achse 900 mit der Karosserie
verbunden ist und in dieser gleitet. Der Teil 901 ist ein Gehäuse, in dem
ein Kolben 904 angeordnet ist, der den Innenraum des Gehäuses 901 in
zwei Kammern A und B unterteilt. Der Kolben 904 ist mit zwei Ein
richtungsventilen 905, 906 wie den vorstehend beschriebenen versehen,
die in gegensätzlicher Durchflußrichtung arbeiten.
Der Kolben 904 ist mit einer Stange 902 an dem Teil 900 verbunden.
Der Teil 900, die Stange 902 und der Kolben 904 sind hinsichtlich einer
Translationsbewegung feststehend, sind jedoch drehfest mit der Schar
nierachse verbunden. Die Bewegung der Schraubverbindung zwischen
dem von der Stange 902 getragenen Schraubgewinde 903 und einer von
dem Gehäuse 901 getragenen Mutter 9076 bewirkt die Bewegung des
Gehäuses 901. Diese Bewegung erfolgt unter den gleichen Bedingungen
wie oben: wenn man Tür und infolgedessen ihre Achse dreht, bewirkt
diese Drehung, daß sie der Teil 901 und seine Stange 902 mit ihrem
Gewindeabschnitt dreht. Da diese Gruppe in Translationsbewegung ge
halten wird, produziert die Verschraubung in der Mutter 907 die
Translation der Mutter 907 und des Gehäuses 901. Die Bewegung des
Gehäuses 901 in bezug auf den Kolben 904 provoziert eine Erhöhung
oder eine Verringerung des Drucks der Flüssigkeit beiderseits des Kol
bens 904 in den beiden Kammern A und B. Ab einer bestimmten
Schwelle kann die Flüssigkeit kann die Flüssigkeit durch eines der Ein
richtungsventile 905, 906 hindurchströmen. Wenn die Bewegung des
Scharniers anhält, wird die gesamte Gruppe unter den gleichen Bedin
gungen wie vorstehend beschrieben blockiert.
A stromaufwärtige Kammer
B stromabwärtige Kammer
B stromabwärtige Kammer
1
Ventil
2
Ventilkörper
11
Durchführung mit kleinem Querschnitt
12
Durchführung mit großem Querschnitt
13
Absatz
14
Ventilsitz
15
Verschlußorgan
16
Hülse
17
Feder
18
Lochschraube
19
Lochung
101
Ventil
102
Ventilkörper
110
im Querschnitt verminderte Durchführung
111
stromaufwärtige Durchführung
112
stromabwärtige Durchführung
113
Absatz
114
Ventilsitz
115
Verschlußorgan
116
Magnet
1151
konischer Teil
1152
Scheibe
117
Rückstellfeder
117
Mutter
201
Gehäuse
202
Achse
203
Kolben
300
Ventile
300
' Ventile
310
im Querschnitt verminderte Durchführung
311
stromaufwärtige Durchführung
315
A gekrümmter Bereich
315
B gekrümmter Bereich
401
Gehäuse
402
Kolbenstange
403
Kolben
501
Gehäuse
502
Kolbenstange
503
Kolben
510
im Querschnitt verminderte Durchführungen
510
' im Querschnitt verminderte Durchführung
511
Durchführung
511
A Form des Eingangs der Durchführung
511
511
B Form des Eingangs der Durchführung
511
601
Gehäuse
602
Kolbenstange
603
Kolben
610
A im Querschnitt verminderte Durchführung
610
B im Querschnitt verminderte Durchführung
611
A Durchführung mit kleinem Querschnitt
611
B Durchführung mit kleinem Querschnitt
612
gestufter Kanal
614
A Ventilsitz
614
B Ventilsitz
615
A Verschlußorgan
615
B Verschlußorgan
616
A Magnet
616
B Magnet
617
Feder
700
Scharnierachse
701
Zapfen
701
A Zapfen
702
Scheibe
703
Zwischenglied
703
A Drücker
704
Kolbenstange
705
Kolben
706
Gehäuse
707
Ventile
708
Langloch
800
mit der Scharnierachse verbundener Teil des Türanschlags
801
mit der Karosserie fest verbundener Teil des Türanschlags
802
Achse
803
Schraube
804
Kolben
805
Einrichtungsventil
806
Einrichtungsventil
807
Mutter
900
mit der Scharnierachse verbundener Teil des Türanschlags
901
mit der Karosserie in Verbindung stehender Teil
902
Stange
903
Schraubgewinde
904
Kolben
905
Einrichtungsventil
906
Einrichtungsventil
907
Mutter
Claims (13)
1. Richtungsventil (1) mit Auslöseschwelle, umfassend:
- - einen gestuften Kanal (111, 112), der im Eingang eine stromauf wärtige Durchführung (111) mit kleinem Querschnitt hat, die in die stromaufwärtige Kammer (A) mündet, und eine stromabwär tige Durchführung (112) mit großem Durchmesser, die in die stromabwärtige Kammer (B) mündet,
- - wobei diese beiden Durchführungen mit unterschiedlichem Durchmesser untereinander einen Absatz (113) bilden, in den die stromaufwärtige Durchführung (111) mündet und dort einen Ventilsitz (114) realisiert, mit welchem ein Verschlußorgan (115) zusammenwirkt,
- - eine im Querschnitt verminderte Durchführung (110), die das In nere des Ventils (1) stromabwärtig des Sitzes (114) mit der strom abwärtigen Kammer (B) verbindet,
- - daß das Verschlußorgan magnetisch ist und
- - daß ein Magnet (116) in Höhe des Ventilsitzes (114) vorgesehen ist, um das Verschlußorgan (115) an den Ventilsitz zu ziehen,
- - daß die im Querschnitt verminderte Durchführung (110) in die stromaufwärtige Durchführung (112) in der Nähe des Absatzes in der nicht von dem Magneten (116) bedeckten Zone mündet und
- - daß eine Rückstellfeder (117) auf das Verschlußorgan (115) wirkt, um dieses auf den Ventilsitz (114) zurückzustellen.
2. Richtungsventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnet den Ventilsitz (114) berandet.
3. Richtungsventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verschlußorgan (115) in Form eines von einer Scheibe (1152)
getragenen Kegels (1151) vorgesehen ist und der Magnet (116) ein Kranz
mit einer konischen Öffnung ist, die auf die stromaufwärtige Durchfüh
rung (111) ausgerichtet ist und den Ventilsitz bildet.
4. Richtungsventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß dieses eine im Querschnitt verminderte Durchführung (510') und
ein Knie (511A) aufweist, und daß die Oberfläche (315A) des Kolbens
(315) des Ventils (300') im Mündungsbereich der im Querschnitt ver
minderten Durchführung eine zur Form der Durchführung komple
mentäre gekrümmte Form hat.
5. Richtungsventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß dieses zwei Verschlußorgane (615A, 615B) aufweist, die Kopf an
Fuß angeordnet sind und durch eine Kompressionsfeder (617) getrennt
sind, wobei jedes Verschlußorgan (615A, 615B) magnetisch ist, um mit
einem betreffenden Sitz (614A, 614B) in dem gestuften Kanal zusam
menzuarbeiten, und wobei jedes Verschlußorgan einer im Querschnitt
verminderten Durchführung (610A, 610B) zugeordnet ist.
6. Richtungsventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die auf das Verschlußorgan (115) wirkende Feder (117) sich an ei
ner durchlochten Schraube (118) abstützt, die einstellbar in der strom
abwärtigen Durchführung (112) angeordnet ist und über zumindest ei
nen Teil ihrer Länge mit einem Innengewinde versehen ist.
7. Türanschlag, insbesondere für Fahrzeuge, zur Verbindung der
beiden Gelenkteile (Tür/Karosserie) miteinander, um diese in einer be
liebigen Position zu halten, umfassend:
- - ein starres, dicht geschlossenes und ein Fluid enthaltendes Ge häuse (201), das mit einem Teil des Gelenks verbunden ist und das durch einen Kolben (203), der durch eine mit ihm fest ver bundene Achse (202) in dem Gehäuse (201) gelagert ist und des sen zumindest eines Ende zur Verbindung mit dem anderen Teil des Gelenks aus dem Gehäuse (201) heraustritt, in zwei komple mentäre Kammern (A, B) mit variablem Volumen unterteilt ist,
- - wobei der Kolben (203) mit zwei entgegengesetzten Richtungsven tilen mit Auslöseschwelle versehen ist, die die beiden Kammern (A, B) verbinden, wenn der Druck in der einen Kammer den Druck in der anderen Kammer um eine Differenz, die größer ist als die Schwelle des entsprechenden Ventils, in Richtung des Durchflusses des Fluids von der Kammer mit höherem Druck in die andere übersteigt,
8. Türanschlag nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (203) schwenkbar in dem Gehäuse (201) gelagert ist.
9. Türanschlag nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (403) gleitbeweglich in dem Gehäuse (401) gelagert ist.
10. Türanschlag nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch
eine Übertragungsvorrichtung, die durch einen von der Scharnierachse
(700) getragenen Zapfen (701) gebildet ist und deren Drehbewegung auf
ein Zwischenglied (703) überträgt, das die Kolbenstange (704, 705)
steuert, deren Kolben mit Richtungsventilen (707) ausgestattet ist.
11. Türanschlag nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch
eine Übertragungsvorrichtung, die von einem Zapfen (701A) gebildet
wird, der durch die Scharnierachse (700) drehend angetrieben wird,
wobei dieser Zapfen in einem Langloch (708) aufgenommen ist, das mit
einem Drücker (703A) fest verbunden ist, der die Translationsbewegung
überträgt, die durch die Transformation der Drehbewegung des Zapfens
(701A) in dem Langloch (708) in eine auf die Stange (704) des mit
Richtungsventilen ausgestatteten Kolbens ausgeübte Translationsbe
wegung erzeugt wird.
12. Türanschlag nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch
- - einen mit der Scharnierachse verbundenen Teil (800) und einen mit der Karosserie fest verbundenen Teil (801), wobei sich die bei den Teile relativ zueinander drehen,
- - wobei der Teil (800) eine Achse (802) mit einer Schraube (803) trägt und der Teil (801) ein Gehäuse ist, in welchem ein Kolben (804) gleitet, der von zwei entgegengesetzt montierten Einrich tungsventilen (805, 806) durchquert ist,
- - wobei der Kolben (804) eine Mutter (807) trägt, die die Schraube (803) aufnimmt, und
- - wobei der mit der Scharnierachse verbundene Teil (800) hinsicht lich einer Translationsbewegung feststehend ist, jedoch frei dreh bar ist, das Gehäuse (801) hinsichtlich einer Translationsbewe gung feststehend ist und der in seiner Drehung blockierte Kolben im Inneren des Gehäuses (801) frei translatorisch bewegbar ist.
13. Türanschlag nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch
- - einen Teil (900), der mit der Scharnierachse verbunden ist, und einen Teil (901) der bezogen auf die Achse (900) mit der Karosse rie in Verbindung steht und in der Karosserie gleitet,
- - wobei der Teil (901) ein Gehäuse ist, in dem ein Kolben (904) an geordnet ist, der das Innere des Gehäuses (901) in zwei Kammern (A, B) unterteilt,
- - wobei der Kolben (904) mit zwei gegensinnig arbeitenden Ein richtungsventilen (905, 906) ausgestattet ist und durch eine Stange (902) mit dem Teil (900) verbunden ist,
- - wobei die Stange (902) ein Schraubgewinde trägt, das in eine von dem Gehäuse (901) getragene Mutter (907) gelangt, und
- - wobei der Teil (900), die Stange (902) und der Kolben (904) hin sichtlich einer Translationsbewegung feststehend sind, jedoch mit der Scharnierachse drehfest verbunden sind, um durch die Schraubwirkung die Bewegung des Gehäuses (901) zu bewirken.
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