DE102009025502A1 - Pneumatische Ventileinrichtung mit schwebend gelagertem Ventilkörper - Google Patents

Pneumatische Ventileinrichtung mit schwebend gelagertem Ventilkörper Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Ventileinrichtung (1) mit wenigstens einem mit wenigstens zwei Ventilsitzen (16, 22) zusammenwirkenden Ventilkörper (24), welcher einerseits durch einen an einem ersten Anschluss (2) anstehenden Druck und andererseits durch Federmittel (28) gegenläufig belastet ist, wobei a) der Ventilkörper (24) abhängig von dem am ersten Anschluss (2) anstehenden Druck entweder in eine Belüftungsschaltstellung gedrängt ist, in welcher der unter dem Druck stehende erste Anschluss (2) oder ein Vorratsbehälter mit einem Arbeitsanschluss (4) verbunden ist oder in eine Entlüftungsschaltstellung, in welcher der Arbeitsanschluss (4) mit einem Entlüftungsanschluss (6) verbunden ist, wobei b) der Ventilkörper (24) mit einem Außendurchmesser (d) in einer Ventilgehäusebohrung (8) eines Ventilgehäuses (10) mit einem demgegenüber größeren Innendurchmesser (D) geführt ist, c) der Ventilkörper (24) mit einem ersten gehäusefesten Ventilsitz (22) als Auslassventil (34) zusammenwirkt und in der Belüftungsschaltstellung gegen den ersten Ventilsitz (22) gedrängt und von einem zweiten Ventilsitz (16) abgehoben ist, um einen Belüftungsströmungsquerschnitt (cf1) freizugeben, d) der Ventilkörper (24) mit dem zweiten Ventilsitz (16) als Einlassventil (36) zusammenwirkt und in der Entlüftungsschaltstellung gegen den zweiten Ventilsitz (16) gedrängt und von dem ersten Ventilsitz (22) abgehoben ist, um einen Entlüftungsströmungsquerschnitt (cf2) freizugeben, ...

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer pneumatischen Ventileinrichtung mit wenigstens einem mit wenigstens zwei Ventilsitzen zusammen wirkenden Ventilkörper, welcher einerseits durch einen an einem ersten Anschluss anstehenden Druck und andererseits durch Federmittel gegenläufig belastet ist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Eine solche pneumatische Ventileinrichtung ist aus der DE 198 53 718 C2 bekannt und dient dort als Notbremsventil, durch welches eine automatische Abbremsung eines Anhängers bei Bruch der Vorratsleitung nicht durch die aktive Betriebsbremse des Anhängers, sondern durch die passiven Federspeicherbremszylinder erfolgt, welche durch Entlüftung ihrer Druckkammern zuspannen. Ebenso bringt das Notbremsventil bei einem Abkuppeln des Anhängers vom Zugfahrzeug die Druckkammern der Federspeicherbremszylinder des Anhängers automatisch mit einer Entlüftung in Verbindung. Der vorgenannte Betriebszustand stellt sich auch ein, wenn bei angekuppeltem Anhänger ein Druckverlust in der Vorratsleitung auftritt und ein bestimmter Druck, beispielsweise 2,5 bar unterschritten wird.
  • Bei dem bekannten Notbremsventil sind zwei in einem Ventilgehäuse geführte Kolben als Ventilkörper vorhanden, wobei ein in dem anderen Kolben geführter Kolben mit den beiden Ventilsitzen zusammenwirkt. In der Belüftungsschaltstellung wird Druckluft unter Vorratsdruck nicht direkt vom Kupplungskopf „Vorrat”, sondern über einen anhängerseitigen Druckluftvorrat in die Druckkammern der Federspeicherbremszylinder eingesteuert. Der direkt vom Druck ersten Anschluss belastete andere Kolben ist über mehrere Ringdichtungen in der Ventilgehäusebohrung geführt, welche gewisse Reibkräfte in Betätigungsrichtung des Kolbens hervorrufen. Dies bedingt eine Hysterese zwischen den am ersten Anschluss anstehenden Drücken, welche den Ventilkörper in die Entlüftungsschaltstellung bzw. in die Belüftungsschaltstellung drängen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Ventileinrichtung der eingangs erwähnten Art derart weiter zu entwickeln, dass die Reibung zwischen dem Ventilkörper und der Ventilgehäusebohrung wesentlich herabgesetzt wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung geht aus von einer pneumatischen Ventileinrichtung mit wenigstens einem mit wenigstens zwei Ventilsitzen zusammen wirkenden Ventilkörper, welcher einerseits durch einen an einem ersten Anschluss anstehenden Druck und andererseits durch Federmittel gegenläufig belastet ist, wobei
    • a) der Ventilkörper abhängig von dem am ersten Anschluss anstehenden Druck entweder in eine Belüftungsschaltstellung gedrängt ist, in welcher der unter dem Druck stehende erste Anschluss oder ein Vorratsbehälter mit einem Arbeitsanschluss verbunden ist, oder in eine Entlüftungsschaltstellung, in welcher der Arbeitsanschluss mit einem Entlüftungsanschluss verbunden ist, wobei
    • b) der Ventilkörper mit einem Außendurchmesser d in einer Ventilgehäusebohrung eines Ventilgehäuses mit einem demgegenüber größeren Innendurchmesser D geführt ist,
    • c) der Ventilkörper mit einem ersten gehäusefesten Ventilsitz als Auslassventil zusammen wirkt und in der Belüftungsschaltstellung gegen den ersten Ventilsitz gedrängt und von einem zweiten Ventilsitz abgehoben ist, um einen Belüftungsströmungsquerschnitt cf1 freizugeben,
    • d) der Ventilkörper mit dem zweiten Ventilsitz als Einlassventil zusammen wirkt und in der Entlüftungsschaltstellung gegen den zweiten Ventilsitz gedrängt und von dem ersten Ventilsitz abgehoben ist, um einen Entlüftungsströmungsquerschnitt cf2 freizugeben, wobei
    • e) der Entlüftungsströmungsquerschnitt cf2 einer ringförmigen Querschnittsfläche eines zwischen der radial äußeren Umfangsfläche des Ventilkörpers und der radial inneren Umfangsfläche der Ventilgehäusebohrung ausgebildeten Ringraums entspricht:
      Figure 00030001
    • f) der zweite Ventilsitz und der Ventilkörper sich in der Entlüftungsschaltstellung entlang eines Wirkdurchmesser dv2 kontaktieren und in der Belüftungsschaltstellung des Ventilkörpers eine axiale Öffnungshöhe h zwischen dem Ventilkörper und dem Wirkdurchmesser dv2 des zweiten Ventilsitzes vorhanden ist, wobei
    • g) zwischen dem Wirkdurchmesser dv2 des zweiten Ventilsitzes und der radial inneren Umfangsfläche der Ventilgehäusebohrung ein in der Belüftungsschaltstellung mit dem ersten Anschluss und mit dem Arbeitsanschluss mittels eines Belüftungsströmungsquerschnitts cf1 in Strömungsverbindung bringbarer Ringraum ausgebildet ist, wobei
    • h) der Belüftungsströmungsquerschnitt cf1 einer Zylinderfläche entspricht: cf1 = dv2·Π·h.
  • Die Anmelderin hat herausgefunden, dass falls der Belüftungsquerschnitt cf1 kleiner gleich 0,5 mal der Entlüftungsquerschnitt ist, wenn also gilt: cf1 ≤ 0,5·cf2sich zwischen dem Ventilkörper und der radial inneren Umfangsfläche der Ventilgehäusebohrung beim durch Änderung des am ersten Anschluss anstehenden Drucks hervorgerufenen Bewegen des Ventilkörpers von der Entlüftungsschaltstellung in die Belüftungsschaltstellung oder in umgekehrter Richtung eine Art hülsenförmiges Druckluftkissen zwischen der radial äußeren Umfangs fläche des Ventilkörpers und der radial inneren Umfangsfläche der Ventilgehäusebohrung ausgebildet wird, durch welches der Ventilkörper nahezu reibungslos oder schwebend geführt wird. Dadurch wird der Reibungswiderstand zwischen dem Ventilkörper und der Ventilgehäusebohrung wesentlich reduziert, wodurch auch die zum Umschalten der Ventileinrichtung notwendigen Druckkräfte sinken. Somit kann die Druckdifferenz zwischen dem in der Entlüftungsschaltstellung am Ventilkörper anstehenden Druck und dem in der der Belüftungsschaltstellung anstehenden Druck geringer werden. Nicht zuletzt sind wegen des geringeren Umschaltdrucks kleinere Wirkflächen am Ventilkörper möglich, was die Baugröße der Ventileinrichtung vorteilhaft reduziert.
  • Bevorzugt wird der Ventileinrichtung, genauer der Ventilkörper durch den Druck am ersten Anschluss gesteuert, welcher auch im Rahmen eines Belüftungsvorgangs auf den Arbeitsanschluss geschaltet wird.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Erfindung möglich.
  • Besonders bevorzugt ist die Ventileinrichtung ein durch den Druck am ersten Anschluss druckgesteuertes 3/2-Wegeventil als Notbremsventil und über den ersten Anschluss an einen Druckmittelvorrat und über den Arbeitsanschluss an eine Druckkammer eines Federspeicherbremszylinders einer pneumatischen Fahrzeugbremse angeschlossen, wobei das Notbremsventil in einem Anhänger einer Zugfahrzeug-Anhängerkombination angeordnet ist und der erste Anschluss mit einem Kupplungskopf „Vorrat” des Anhängers in Verbindung steht.
  • Gemäß einer Weiterbildung weist der erste gehäusefeste Ventilsitz einen ringförmigen Vorsprung mit einem Wirkdurchmesser dv1 und der zweite Ventilsitz einen ringförmigen Vorsprung mit dem Wirkdurchmesser dv2 auf, wobei die Wirkdurchmesser dv1 und dv2 den Ventilkörper in der Belüftungsschaltstellung und in der Entlüftungsschaltstellung kontaktieren.
  • Um eine möglichst hohe Stabilität der Schaltstellungen zu gewährleisten, gilt für den Wirkdurchmesser dv1 des ersten Ventilsitzes und den Wirkdurchmesser dv2 des zweiten Ventilsitzes bevorzugt: dv1 < dv2 .
  • Demgegenüber sind wenigstens die jeweils mit den Wirkdurchmessern dv1 und dv2 zusammenwirkenden Flächen des Ventilkörpers eben und aus einem elastisch dämpfenden Material ausgebildet. Dann ergibt sich wegen der mit dem elastischen Material, beispielsweise Gummi zusammenwirkenden ringförmigen Vorsprünge als Ventilsitze eine hohe Dichtwirkung gepaart mit einer dämpfenden Wirkung beim Aufprall des Ventilkörpers auf dem jeweiligen Ventilsitz.
  • Die Ventileinrichtung ist bevorzugt weiterhin dadurch realisiert, dass in der Ventilgehäusebohrung eine Buchse mit einer zentralen Öffnung gehalten ist, an deren einem Ende der zweite Ventilsitz und an deren anderem Ende der erste Anschluss ausgebildet sind. Weiterhin ist zwischen einer radial äußeren Umfangsfläche der Buchse und der radial inneren Umfangsfläche der Ventilgehäusebohrung der in der Belüftungsschaltstellung mit dem ersten Anschluss und mit dem Arbeitsanschluss in Strömungsverbindung bringbare Ringraum ausgebildet.
  • Die Ventilgehäusebohrung ist bevorzugt eine Stufenbohrung mit einer Stufe, an welcher der erste gehäusefeste Ventilsitz ausgebildet ist. Weiterhin ist dann der Ventilkörper in einer Kammer zwischen dem einen Ende der Buchse und der Stufe der Stufenbohrung axial beweglich gelagert, wobei das der Buchse abgewandte Ende der Stufenbohrung den Entlüftungsanschluss bildet.
  • Die Federmittel, beispielsweise eine Druckschraubenfeder ist einerseits an dem Ventilkörper und andererseits an einer weiteren Stufe der Stufenbohrung abgestützt.
  • Dann besteht die Ventileinrichtung aus lediglich vier Bauelementen, nämlich dem Ventilgehäuse, der Buchse, der Schraubenfeder und dem Ventilkörper und ist demnach kostengünstig und einfach herstellbar.
  • Genaueres geht aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.
  • Zeichnung
  • Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
  • 1 ein schematisches Schaltbild eines Notbremsventils in einem Anhänger einer Zugfahrzeug-Anhängerkombination als bevorzugte Ausführungsform einer Ventileinrichtung gemäß der der Erfindung;
  • 2 eine Querschnittsdarstellung des Notbremsventils von 1 in Belüftungsstellung;
  • 3 eine perspektivische Querschnittsdarstellung des Notbremsventils von 1 in Belüftungsstellung.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In 1 ist ein durch den Druck an einem ersten Anschluss 2 druckgesteuertes 3/2-Wegeventil als Notbremsventil 1 einer pneumatischen oder elektropneumatischen Fahrzeugbremse eines Anhängers dargestellt, das in einem Anhänger einer Zugfahrzeug-Anhängerkombination angeordnet ist.
  • Wie bereits eingangs erwähnt, dient ein solches Notbremsventil 1 der automatischen Abbremsung des Anhängers bei Bruch der Vorratsleitung durch die passiven Federspeicherbremszylinder, welche durch Entlüftung ihrer Druckkammern zuspannen. Ebenso bringt das Notbremsventil 1 bei einem Abkuppeln des Anhängers vom Zugfahrzeug die Druckkammern der Federspeicherbremszylinder des Anhängers automatisch mit einer Entlüftung in Verbindung. Der vorgenannte Betriebszustand stellt sich auch ein, wenn bei angekuppeltem Anhänger ein Druckverlust in der Vorratsleitung auftritt und ein bestimmter Druck unterschritten wird.
  • Der erste Anschluss 2 des Notbremsventils 1 steht mit einem Kupplungskopf „Vorrat” 5 des Anhängers in Verbindung, weiterhin ist es über einen Arbeitsanschluss 4 an eine Druckkammer eines Federspeicherbremszylinders angeschlossen und weist zudem einen Entlüftungsanschluss 6 auf, der vorzugsweise koaxial zum ersten Anschluss 2 ist.
  • Das in 1 schematisch gezeigte Notbremsventil 1 ist gemäß 2 bevorzugt dadurch realisiert, dass in einer Ventilgehäusebohrung 8 eines Ventilgehäuses 10 eine Buchse 12 mit einer zentralen Öffnung 14 gehalten ist, an deren einem Ende ein zweiter Ventilsitz 16 und an deren anderem Ende der erste Anschluss 2 ausgebildet sind. Weiterhin ist zwischen einer radial äußeren Umfangsfläche der Buchse 12 und der radial inneren Umfangsfläche der Ventilgehäusebohrung 8 ein in einer Belüftungsschaltstellung des Notbremsventils 1 mit dem ersten Anschluss 2 und mit dem Arbeitsanschluss 4 in Strömungsverbindung bringbarer Ringraum 18 ausgebildet.
  • Die Ventilgehäusebohrung 8 ist bevorzugt eine Stufenbohrung mit einer Stufe 20, an welcher ein erster gehäusefester Ventilsitz 22 ausgebildet ist. Weiterhin ist in der Ventilgehäusebohrung 8 ein Ventilkörper oder Kolben 24 in einer Kammer 26 zwischen dem einen Ende der Buchse 12 und der Stufe 20 axial beweglich gelagert, wobei das der Buchse 12 abgewandte Ende der Ventilgehäusebohrung 8 den Entlüftungsanschluss 6 bildet.
  • Federmittel, beispielsweise eine Druckschraubenfeder 28 ist einerseits an der dem zweiten Ventilsitz 16 abgewandten Fläche 30 des Ventilkörpers 24 und andererseits an einer weiteren Stufe 32 der Ventilgehäusebohrung 8 abgestützt.
  • Der Ventilkörper oder Kolben 24 wirkt mit den beiden Ventilsitzen 16, 22 zusammen und ist einerseits durch den am ersten Anschluss 2 anstehenden Druck und andererseits durch die Schraubenfeder 28 gegenläufig belastet, wobei der Ventilkörper 24 abhängig von dem am ersten Anschluss 2 anstehenden Druck entweder in eine in 1 gezeigte Belüftungsschaltstellung gedrängt, in welcher der unter dem Druck stehende erste Anschluss 2 mit dem Arbeitsanschluss 4 verbunden ist oder wird, oder in eine hier nicht gezeigte Entlüftungsschaltstellung, in welcher der Arbeitsanschluss 4 mit dem Entlüftungsanschluss 6 verbunden ist. Der Druck am ersten Anschluss 2 steuert daher als Steuerdruck zum einen den Ventilkörper 24 und wird zugleich als Arbeitsdruck in der Belüftungsstellung an den Arbeitsanschluss 4 weiter gesteuert.
  • Der Ventilkörper 24 ist mit einem Außendurchmesser d in der Ventilgehäusebohrung 8 des Ventilgehäuses 10 in einem Abschnitt mit einem demgegenüber größeren Innendurchmesser D geführt. Der Arbeitsanschluss 4 ist bevorzugt quer oder senkrecht zu einer axialen Bewegungsrichtung des Ventilkörpers 24 bzw. zu einer Mittelachse 35 des Notbremsventils 1 angeordnet, mit der der erste Anschluss 2, insbesondere die Buchse 12 und der Entlüftungsanschluss 6 jeweils koaxial sind. Weiterhin mündet der Arbeitsanschluss 4 in der Belüftungsschaltstellung in den Ringraum 18.
  • Der Ventilkörper 24 wirkt mit dem ersten gehäusefesten Ventilsitz 22 als Auslassventil 34 zusammen und ist in der in 2 und 3 gezeigten Belüftungsschaltstellung gegen den ersten Ventilsitz 22 gedrängt und vom zweiten Ventilsitz 16 abgehoben, um einen Belüftungsströmungsquerschnitt cf1 freizugeben. Der Ventilkörper 24 wirkt weiterhin mit dem zweiten Ventilsitz 16 als Einlassventil 36 zusammen und ist in der Entlüftungsschaltstellung gegen den zweiten Ventilsitz 16 gedrängt und von dem ersten Ventilsitz 22 abgehoben, um einen Entlüftungsströmungsquerschnitt cf2 freizugeben.
  • Der insbesondere in 2 sichtbare Entlüftungsströmungsquerschnitt cf2 entspricht einer ringförmigen Querschnittsfläche eines zwischen der radial äußeren Umfangsfläche des Ventilkörpers 24 und der ihn umgebenden radial inneren Umfangsfläche der Ventilgehäusebohrung 8 ausgebildeten Ringraums 38:
    Figure 00080001
  • Demgegenüber kontaktieren der zweite Ventilsitz 16 und der Ventilkörper 24 sich in der Belüftungsschaltstellung des Ventilkörpers 24 entlang eines Wirkdurchmesser dv2, wobei sich dann eine axiale Öffnungshöhe h zwischen dem Ventilkörper 24 und dem Wirkdurchmesser dv2 des zweiten Ventilsitzes 16 einstellt.
  • Die jeweils mit den Wirkdurchmessern dv1, dv2 der Ventilsitze 16, 22 zusammenwirkenden Flächen 30, 40 des Ventilkörpers 24 sind bevorzugt eben und aus einem elastisch dämpfenden Material wie beispielsweise Gummi ausgebildet.
  • Wie insbesondere aus 3 hervorgeht, ist zwischen dem Wirkdurchmesser dv2 des zweiten Ventilsitzes 16 und der radial inneren Umfangsfläche der Ventilgehäusebohrung 8 der in der Belüftungsschaltstellung mit dem ersten Anschluss 2 und mit dem Arbeitsanschluss 4 mittels eines Belüftungsströmungsquerschnitts cf1 in Strömungsverbindung bringbare Ringraum 18 ausgebildet, wobei der Belüftungsströmungsquerschnitt cf1 einer Zylinderfläche eines Zylinders entspricht, welcher sich axial zwischen dem Wirkdurchmesser dv2 und der in Bezug auf den Druck am ersten Anschluss 2 Wirkfläche 40 des Ventilkörpers 24 entlang der Öffnungshöhe oder des Öffnungshubes h erstreckt: cf1 = dv2·Π·h (2)
  • Falls der Belüftungsquerschnitt cf1 kleiner gleich 0,5 mal der Entlüftungsquerschnitt cf2 ist, wenn also gilt: cf1 ≤ 0,5·cf2 (3)sich zwischen dem Ventilkörper 24 und der radial inneren Umfangsfläche der Ventilgehäusebohrung 8 bei einer durch Änderung des am ersten Anschluss 2 anstehenden Drucks hervorgerufenen Bewegung des Ventilkörpers 24 von der Entlüftungsschaltstellung in die Belüftungsschaltstellung oder in umgekehrter Richtung eine Art hülsenförmiges Druckluftkissen zwischen der radial äußeren Umfangsfläche des Ventilkörpers 24 und der radial inneren Umfangsfläche der Ventilgehäusebohrung 8 insbesondere im Bereich des Ventilkörpers 24 ausgebildet wird, durch welches dieser nahezu reibungslos oder schwebend geführt wird.
  • Vor diesem Hintergrund ist die Funktionsweise des Notbremsventils 1 wie folgt:
    Im Betriebszustand des Anhängers in Fahrstellung, also bei an das Zugfahrzeug angekuppeltem Anhänger wird der erste Anschluss 2 des Notbremsventils 1 über den Kupplungskopf „Vorrat” 5 mit Druckluft unter Vorratsdruck versorgt. Dieser über die zentrale Öffnung 14 der Buchse 12 auf die zugeordnete Wirkfläche 40 des Ventilkörpers 24 gesteuerte Vorratsdruck bewirkt, dass der Ventilkörper 24 gegen die Wirkung der Schraubenfeder 28 in die Belüftungsschaltstellung in 2 also nach unten gedrängt wird, wodurch er den Belüftungsquerschnitt cf1 freigibt und Druckluft unter Vorratsdruck über den Belüftungsquerschnitt cf1 über den als Sammelkanal wirkenden Ringraum 18 zum Arbeitsanschluss 4 und von dort in die Druckkammern der Federspeicherbremszylinder zu strömen, wodurch diese in Lösestellung verbleiben. Diese Belüftungsschaltstellung des Notbremsventils 1 wird also eingenommen, solange der Druck am ersten Anschluss 2 größer als ein vorgegebener, unter anderem von der Federrate der Schraubenfeder abhängiger Grenzdruck ist.
  • Gleichzeitig steht der Ventilkörper 24 am ersten Ventilsitz 22 des Auslassventils 34 an, so dass dieses geschlossen ist und keine Druckluft vom ersten Anschluss 2 zum Entlüftungsanschluss 6 strömen kann.
  • Nach dem Abkuppeln des Anhängers vom Zugfahrzeug oder bei einem Riss in der Vorratsleitung, welche das Zugfahrzeug mit dem Anhänger verbindet, sinkt der Druck am ersten Anschluss 2 des Notbremsventils 1 beispielsweise unter den vorgegebenen Grenzdruck, woraufhin der Ventilkörper 24 durch die Federkraft der Schraubenfeder 28 in die Entlüftungsschaltstellung umgeschaltet, in 2 also nach oben bewegt wird.
  • Dadurch gibt der Ventilkörper 24 den Entlüftungsquerschnitt cf2 frei und Druckluft strömt aus den Druckkammern der Federspeicherbremszylinder über den Entlüftungsquerschnitt cf2 zum Entlüftungsanschluss 6, wodurch der Druck in den Druckkammern der Federspeicherbremszylinder sinkt und diese zuspannen.
  • Gleichzeitig steht der Ventilkörper 24 am zweiten Ventilsitz 16 des Einlassventils 36 an, so dass dieses geschlossen ist und keine Druckluft vom ersten Anschluss 2 zum Arbeitsanschluss 4 strömen kann.
  • Es können folglich zwei Schaltdrücke definiert werden:
    • – Ein Öffnungsdruck p1*, bei welchem der erste Anschluss 2 mit dem Arbeitsanschluss 4 verbunden wird, hängt von dem Durchmesser dv2 bzw. von der aktiven Fläche
      Figure 00110001
      und der Federkraft F* in Einbaulänge ab, sowie
    • – ein Sperrdruck bzw. Notbremsaktivierungsdruck p1**, durch welchen der erste Anschluss 2 geschlossen und der Arbeitsanschluss 4 mit dem Entlüftungsanschluss 6 verbunden wird, hängt von dem Durchmesser dv1 bzw. von der aktiven Fläche
      Figure 00110002
      und der Federkraft F** in zusammen gedrückter Länge ab.
  • Mit anderen Worten sind die Schaltdrücke p1* und p1** von den Wirkdurchmessern dv1 und dv2 der Ventilsitze 16, 22 und den in den jeweiligen Schaltstellungen wirksamen Federkräften F* und F** der Federmittel 28 abhängig.
    • 1
    Notbremsventil
    2
    erster Anschluss
    4
    Arbeitsanschluss
    5
    Kupplungskopf „Vorrat”
    6
    Entlüftungsanschluss
    8
    Ventilgehäusebohrung
    10
    Ventilgehäuse
    12
    Buchse
    14
    Öffnung
    16
    zweiter Ventilsitz
    18
    Ringraum
    20
    Stufe
    22
    erster Ventilsitz
    24
    Ventilkörper
    26
    Kammer
    28
    Schraubenfeder
    30
    Fläche
    32
    Stufe
    34
    Auslassventil
    35
    Mittelachse
    36
    Einlassventil
    38
    Ringraum
    40
    Wirkfläche
    cf1
    Belüftungsströmungsquerschnitt
    cf2
    Entlüftungsströmungsquerschnitt
    d
    Durchmesser
    D
    Durchmesser
    dv1
    Wirkdurchmesser
    dv2
    Wirkdurchmesser
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19853718 C2 [0002]

Claims (13)

  1. Pneumatische Ventileinrichtung (1) mit wenigstens einem mit wenigstens zwei Ventilsitzen (16, 22) zusammen wirkenden Ventilkörper (24), welcher einerseits durch einen an einem ersten Anschluss (2) anstehenden Druck und andererseits durch Federmittel (28) gegenläufig belastet ist, wobei a) der Ventilkörper (24) abhängig von dem am ersten Anschluss (2) anstehenden Druck entweder in eine Belüftungsschaltstellung gedrängt ist, in welcher der unter dem Druck stehende erste Anschluss (2) oder ein Vorratsbehälter mit einem Arbeitsanschluss (4) verbunden ist, oder in eine Entlüftungsschaltstellung, in welcher der Arbeitsanschluss (4) mit einem Entlüftungsanschluss (6) verbunden ist, wobei b) der Ventilkörper (24) mit einem Außendurchmesser (d) in einer Ventilgehäusebohrung (8) eines Ventilgehäuses (10) mit einem demgegenüber größeren Innendurchmesser (D) geführt ist, c) der Ventilkörper (24) mit einem ersten gehäusefesten Ventilsitz (22) als Auslassventil (34) zusammen wirkt und in der Belüftungsschaltstellung gegen den ersten Ventilsitz (22) gedrängt und von einem zweiten Ventilsitz (16) abgehoben ist, um einen Belüftungsströmungsquerschnitt (cf1) freizugeben, d) der Ventilkörper (24) mit dem zweiten Ventilsitz (16) als Einlassventil (36) zusammen wirkt und in der Entlüftungsschaltstellung gegen den zweiten Ventilsitz (16) gedrängt und von dem ersten Ventilsitz (22) abgehoben ist, um einen Entlüftungsströmungsquerschnitt (cf2) freizugeben, wobei e) der Entlüftungsströmungsquerschnitt (cf2) einer ringförmigen Querschnittsfläche eines zwischen der radial äußeren Umfangsfläche des Ventilkörpers (24) und der radial inneren Umfangsfläche der Ventilgehäusebohrung (8) ausgebildeten Ringraums (38) entspricht:
    Figure 00150001
    f) der zweite Ventilsitz (16) und der Ventilkörper (24) sich in der Entlüftungsschaltstellung entlang eines Wirkdurchmesser (dv2) kontaktieren und in der Belüftungsschaltstellung des Ventilkörpers (24) eine axiale Öffnungshöhe (h) zwischen dem Ventilkörper (24) und dem Wirkdurchmesser (dv2) des zweiten Ventilsitzes (16) vorhanden ist, und g) zwischen dem Wirkdurchmesser (dv2) des zweiten Ventilsitzes (16) und der radial inneren Umfangsfläche der Ventilgehäusebohrung (8) ein in der Belüftungsschaltstellung mit dem ersten Anschluss (2) und mit dem Arbeitsanschluss (4) mittels eines Belüftungsströmungsquerschnitts (cf1) in Strömungsverbindung bringbarer Ringraum (18) ausgebildet ist, wobei h) der Belüftungsströmungsquerschnitt (cf1) einer Zylinderfläche entspricht: cf1 = dv2·Π·h, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin gilt: i) cf1 ≤ 0,5·cf2.
  2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein durch den Druck am ersten Anschluss (2) druckgesteuertes 3/2-Wegeventil als Notbremsventil ist (1) und über den ersten Anschluss (2) an einen Druckmittelvorrat und über den Arbeitsanschluss (4) an eine Druckkammer eines Federspeicherbremszylinders einer pneumatischen Fahrzeugbremse angeschlossen ist.
  3. Ventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Notbremsventil (1) in einem Anhänger einer Zugfahrzeug- Anhängerkombination angeordnet ist und der erste Anschluss (2) mit einem Kupplungskopf „Vorrat” des Anhängers in Verbindung steht.
  4. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste gehäusefeste Ventilsitz (22) einen ringförmigen Vorsprung mit einem Wirkdurchmesser (dv1) und der zweite Ventilsitz (16) einen ringförmigen Vorsprung mit dem Wirkdurchmesser (dv2) aufweist, wobei die Wirkdurchmesser (dv1, dv2) den Ventilkörper (24) in der Belüftungsschaltstellung bzw. in der Entlüftungsschaltstellung kontaktieren.
  5. Ventileinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für den Wirkdurchmesser (dv1) des ersten Ventilsitzes (22) und den Wirkdurchmesser (dv2) des zweiten Ventilsitzes (16) gilt: dv1 < dv2
  6. Ventileinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die jeweils mit den Wirkdurchmessern (dv1, dv2) zusammenwirkenden Flächen (30, 40) des Ventilkörpers (24) eben und aus einem elastisch dämpfenden Material ausgebildet sind.
  7. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ventilgehäusebohrung (8) eine Buchse (12) mit einer zentralen Öffnung (14) gehalten ist, an deren einem Ende der zweite Ventilsitz (16) und an deren anderem Ende der erste Anschluss (2) ausgebildet sind.
  8. Ventileinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer radial äußeren Umfangsfläche der Buchse (12) und der radial inneren Umfangsfläche der Ventilgehäusebohrung (8) der in der Belüftungsschaltstellung mit dem ersten Anschluss (2) und mit dem Arbeitsanschluss (4) in Strömungsverbindung bringbare Ringraum (18) ausgebildet ist.
  9. Ventileinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilgehäusebohrung (8) eine Stufenbohrung mit einer Stufe (20) ist, an welcher der erste gehäusefeste Ventilsitz (22) ausgebildet ist.
  10. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (24) in einer Kammer (26) zwischen dem einen Ende der Buchse (12) und der Stufe (20) der Stufenbohrung (8) axial beweglich gelagert ist.
  11. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das der Buchse (12) abgewandte Ende der Stufenbohrung (8) den Entlüftungsanschluss (6) bildet.
  12. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Federmittel (28) einerseits an dem Ventilkörper (24) und andererseits an einer weiteren Stufe (32) der Stufenbohrung (8) abgestützt sind.
  13. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltdrücke der Ventileinrichtung (1) von den Wirkdurchmessern (dv1, dv2) der Ventilsitze (16, 22) und den in den Schaltstellungen wirksamen Federkräften der Federmittel (28) abhängig sind.
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