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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Restdruckhalteventil und auf ein Federbein mit einem derartigen Restdruckhalteventil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
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Obwohl auf beliebige Fahrzeuge anwendbar, wird die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf ein Personenkraftfahrzeug näher erläutert.
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Hydropneumatische Federungssysteme ermöglichen bei Kraftfahrzeugen eine komfortable, schnelle und vielseitige Anpassbarkeit des Federungssystems an die Fahrbahnbeschaffenheit, die Zuladung des Kraftfahrzeugs und/oder die von einem Fahrzeugführer gewünschten Fahreigenschaften des Fahrwerkes des Kraftfahrzeuges. Die Federwirkung eines derartiges Federungssystems wird durch gasgefüllte Federbälge gewährleistet, wobei der Gasdruck innerhalb der Federbälge beispielsweise mittels eines Kompressors einstellbar ist. Um bei einem Druckverlust, beispielsweise aufgrund eines Ausfalls des Kompressors oder einer Undichtigkeit im Pneumatiksystem die Funktionsfähigkeit des Federungssystems aufrecht zu erhalten, werden sogenannte Druckhalteventile eingesetzt. Ein derartiges Druckhalteventil verhindert, dass die Luft aus dem Federbalg strömen kann. Somit wird in dem Federbalg immer ein ausreichender Resthaltedruck aufrechterhalten.
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Die
DE 198 54 540 C2 beschreibt ein derartiges Druckhalteventil. Das Druckhalteventil weist ein pumpenseitiges bzw. ein verbraucherseitiges Gehäusebauteil auf, die abschnittsweise ineinander gesteckt sind und die einen Zulauf bzw. Auslass aufweisen. Zur gasdichten Trennung des Zulaufs von dem Auslass ist zwischen den Gehäusebauteilen eine flexible Gummimembran angeordnet. Beim Beaufschlagen des Zulaufs mit einem Luftdruck wird eine Membranfläche der Gummimembran mit dem Luftdruck belastet, wodurch eine Dichtfläche der Membran gegen die Kraft einer Ventilfeder von einem Ventilsitz des pumpenseitigen Gehäusebauteils abgehoben wird. Sinkt beispielsweise die Pumpleistung des Kompressors ab, wodurch der Betriebsdruck unter einen von der Ventilfeder vorbestimmten Schwellwert absinkt, legt sich die Dichtfläche der Membran wieder an ihren Ventilsitz an.
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An dieser Anordnung hat sich jedoch als nachteilig herausgestellt, dass die Gehäusebauteile sehr aufwändig und kostenintensiv zu fertigen sind und dass die Voreinstellung des Resthaltedrucks mittels der Ventilfeder, die gegen den Zulauf-Luftdruck wirkt, nur sehr ungenau einstellbar ist.
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Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Restdruckhalteventil zu schaffen, welches die oben genannten Nachteile beseitigt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Restdruckhalteventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Federbein mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst.
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Demgemäß sind vorgesehen:
Ein Restdruckhalteventil, insbesondere für ein hydropneumatisches Federbein eines Kraftfahrzeuges, mit: einem Ventilgehäuse mit einem Lufteinlass und einem Luftauslass; einem in dem Ventilgehäuse verschieblich angeordneten Ventilkörper; und einem in dem Ventilkörper verschieblich angeordneten Ventilelement; wobei der Ventilkörper derart mit dem Ventilgehäuse in Wirkverbindung steht, dass bei einem Beaufschlagen des Lufteinlasses mit einem Luftdruck der Ventilkörper zum Vorbeiströmen von Luft an dem Ventilkörper zu dem Luftauslass von einem Ventilkörpersitz des Ventilgehäuses abhebbar ist, und wobei das Ventilelement derart mit dem Ventilkörper in Wirkverbindung steht, dass bei einem Beaufschlagen des Luftauslasses mit einem Luftdruck das Ventilelement zum Vorbeiströmen von Luft an dem Ventilelement zu dem Lufteinlass von einem Ventilelementsitz des Ventilkörpers abhebbar ist.
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Ein Federbein, insbesondere ein hydropneumatisches Federbein für ein Kraftfahrzeug, mit einem derartigen Restdruckhalteventil.
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Die Grundidee der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Restdruckhalteventil zur Verfügung zu stellen, welches einen Ventilkörper zur Steuerung des Luftdurchflusses von dem Lufteinlass zu dem Luftauslass des Ventilgehäuses und ein Ventilelement zur Steuerung des Luftdurchflusses von dem Luftauslass zu dem Lufteinlass des Ventilgehäuses aufweist. Dies ermöglicht eine exakte Einstellbarkeit des Resthaltedrucks alleine durch die konstruktive Gestaltung des Ventilelementes und des Ventilelementsitzes. Weiterhin sind die Einzelteile des Restdruckhalteventils im Vergleich zu bereits beschriebenen Restdruckhalteventilen konstruktiv einfach und damit kostengünstig herstellbar ausgeführt.
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In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen des im Patentanspruch 1 angegebenen Restdruckhalteventils bzw. des im Patentanspruch 14 angegebenen Federbeins.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist bei einem Beaufschlagen des Lufteinlasses mit einem Luftdruck über einem vorbestimmten Ventilkörperschwellwert der Ventilkörper von dem Ventilkörpersitz des Ventilgehäuses abgehoben, wobei ein am Lufteinlass anliegender Lufteinlassdruck größer als ein am Luftauslass anliegender Luftauslassdruck ist. Hierdurch ist zuverlässig ein Öffnen des Restdruckhalteventils in Richtung von dem Lufteinlass zu dem Luftauslass bei einem definierten Luftdruck am Lufteinlass gewährleistet.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist bei einem Beaufschlagen des Luftauslasses mit einem Luftdruck über einen vorbestimmten Ventilelementschwellwert das Ventilelement von dem Ventilelementsitz des Ventilkörpers abgehoben, wobei ein am Luftauslass anliegender Luftauslassdruck größer als ein am Lufteinlass anliegender Lufteinlassdruck ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass bei einem Luftauslassdruck, der größer ist als der Lufteinlassdruck und der größer ist als der vorbestimmte Ventilelementschwellwert, das Restdruckhalteventil zur Durchströmung von Luft von dem Lufteinlass zu dem Luftauslass geöffnet ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Ventilelement als in Richtung des Luftauslasses federvorgespannte Kugel ausgebildet. Dies ermöglicht eine konstruktiv einfache und kostengünstige Herstellbarkeit des Ventilelements.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist in dem Ventilkörper ein abgestufter zylinderförmiger Durchbruch zur Aufnahme der Kugel und einer ersten Zylinderfeder vorgesehen, welche die Kugel in dem Ventilkörper in Richtung des Luftauslasses federvorspannt. Dies ermöglicht eine zuverlässige und sichere axiale Führung der Kugel in dem Ventilkörper, wobei zur Federvorspannung der Kugel in Richtung des Luftauslasses eine kostengünstige und einfach herzustellende Zylinderfeder einsetzbar ist. Hierdurch reduzieren sich die Herstellungskosten zur Herstellung des Restdruckhalteventils.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Ventilelementsitz eine halbkugelige Form auf, wodurch zuverlässig eine Abdichtung des Ventilelementsitzes mittels der Kugel gewährleistet ist. Hierdurch erhöht sich die Zuverlässigkeit des Restdruckhalteventils.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Ventilkörper als ein gegen den Lufteinlass federvorgespannter Zylinder mit einer planen Ventilfläche ausgebildet. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellbarkeit des Ventilkörpers, wodurch sich die Herstellungskosten des Restdruckhalteventils verringern.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen einer Stirnwand des Ventilgehäuses und einem Absatz des Ventilkörpers eine den Ventilkörper zumindest abschnittsweise umschließende zweite Zylinderfeder vorgesehen, welche den Ventilkörper in dem Ventilgehäuse in Richtung des Lufteinlasses federvorspannt. Durch die Auswahl der Federhärte der zweiten Zylinderfeder ist komfortabel der Ventilkörperschwellwert einstellbar. Die Verwendung einer kostengünstigen Zylinderfeder zur Vorspannung des Ventilkörpers in Richtung des Lufteinlasses ermöglicht eine Reduktion der Produktionskosten des Restdruckhalteventils.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Zylinderfedern koaxial zueinander angeordnet, wobei die zweite Zylinderfeder die erste Zylinderfeder zumindest abschnittsweise umschließt, wobei die Zylinderfedern unterschiedliche Federhärten aufweisen, und wobei Federkräfte der Zylinderfedern in entgegengesetzten Richtungen wirken. Dies ermöglicht die Unterbringung der Zylinderfedern in einem geringen Bauraum und ermöglicht durch die Verwendung von Federn mit unterschiedlichen Federhärten eine exakte Einstellung des Ventilkörper- und des Ventilelementschwellwertes.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der Ventilkörpersitz als plane Fläche ausgebildet. Dies ermöglicht einen zuverlässigen und gasdichten Sitz des Ventilkörpers auf dem Ventilkörpersitz, wodurch die Zuverlässigkeit des Restdruckhalteventils erhöht wird.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilkörpersitz des Ventilgehäuses eine Dichteinrichtung, insbesondere ein O-Ring angeordnet. Hierdurch wird zuverlässig ein ungewolltes Durchströmen von Luft durch das Restdruckhalteventil in einem geschlossenen Zustand verhindert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ventilgehäuse hohlzylinderförmig ausgebildet, wobei der Ventilkörper mit einer Außenwandung an einer Innenwandung des Ventilgehäuses axial geführt und bezüglich des Ventilkörpersitzes zentriert ist. Hier durch wird ein Verkanten des Ventilkörpers bei einem axialen Verschieben in dem Ventilgehäuse zuverlässig verhindert, wodurch die Betriebssicherheit und die Zuverlässigkeit des Restdruckhalteventils erhöht wird.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Ventilgehäuse an einer Innenwandung axial verlaufende Kanäle auf, die derart ausgebildet sind, dass diese bei einem axialen Verschieben des Ventilkörpers zum Vorbeiströmen von Luft an dem Ventilkörper zumindest abschnittsweise freigebbar sind. Hierdurch wird gewährleistet, dass das Restdruckhalteventil von einem ausreichend großen Volumenstrom durchströmbar ist, wodurch sich die Einsatzmöglichkeiten des Restdruckhalteventils erweitern.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Restdruckhalteventil in einem Federbalg des Federbeins integriert. Hierdurch wird der erforderliche Bauraum des Federbeins reduziert, wodurch sich dessen Einsatzbereich erweitert.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Figuren der Zeichnung näher erläutert.
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Von den Figuren zeigen:
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1 eine Schnittansicht eines Restdruckhalteventils gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine perspektivische Schnittansicht eines Ventilgehäuses der bevorzugten Ausführungsform des Restdruckhalteventils gemäß der 1;
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3 eine Schnittansicht der beispielhaften Ausführungsform des Ventilgehäuses gemäß der Schnittlinie III-III der 2;
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4 eine perspektivische Schnittansicht eines Ventilkörpers der bevorzugten Ausführungsform des Restdruckhalteventils gemäß der 1;
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5 eine perspektivische Schnittansicht eines Restdruckhalteventils gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Ausgangszustand;
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6 eine perspektivische Schnittansicht eines Restdruckhalteventils gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem ersten Betriebszustand;
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7 eine perspektivische Schnittansicht eines Restdruckhalteventils gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem zweiten Betriebszustand;
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8 eine vergrößerte Ansicht des Restdruckhalteventils gemäß der Detailansicht A der 7; und
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9 eine beispielhafte Anwendung des Restdruckhalteventils.
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In den Figuren der Zeichnung bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Restdruckhalteventils wird anhand der 1 bis 8 beschrieben, auf die im Folgenden gleichzeitig Bezug genommen wird.
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Die 1 illustriert ein Restdruckhalteventil 1, insbesondere für ein hydropneumatisches Federbein eines Kraftfahrzeuges. Das Restdruckhalteventil 1 weißt ein Ventilgehäuse 3 mit einem Lufteinlass 4 und einem Luftauslass 5 auf. Das Ventilgehäuse 3 weist eine hohlzylinderförmige Grundform auf. Das Ventilgehäuse 3 besteht beispielsweise aus einem becherförmigen Unterteil 26 und einem das becherförmige Unterteil 26 abschließenden Deckel 27. Der Lufteinlass 4 ist dem Unterteil 26 und der Luftauslass 5 dem Deckel 27 zugeordnet. Die Bauteile 26, 27 sind beispielsweise mittels einer Naht gasdicht miteinander verschweißt. In alternativen Ausführungsformen des Ventilgehäuses können die Bauteile 26, 27 beispielsweise auch miteinander verschraubt oder verklebt sein. Der Deckel 27 ist beispielsweise mittels eines Bundes 29 zentrisch entlang einer Innenwandung 18 des Ventilgehäuses 3 geführt. In alternativen Ausführungsformen des Ventilgehäuses 3 kann dieses beispielsweise auch aus mehr als zwei Bauteilen aufgebaut sein. Der Lufteinlass 4 ist beispielsweise als Stufenbohrung in Form einer pneumatischen Schnellkupplung ausgeführt. Ein erster Durchmesser d1 des Lufteinlasses geht in einen größeren zweiten Durchmesser d2 über. Der Übergang zwischen den beiden Durchmessern d1, d2 ist beispielsweise als Fase 30 ausgebildet.
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Ein im Wesentlichen zylinderförmiger Innenraum 31 des Ventilgehäuses 3 ist durch die Innenwandung 18 sowie durch zwei Stirnwände 8, 13 begrenzt. Die Stirnwand 13 ist dabei mit dem Luftauslass 5 in Form einer kegelförmigen Bohrung versehen, wobei die Spitze des Kegels des Luftauslasses 5 von dem Innenraum 31 weg in den Außenbereich des Ventilgehäuses 3 weist. Die Stirnwand 8 ist dem Lufteinlass 4 zugeordnet. Die Stirnwand 8 ist bevorzugt als planer Ventilkörpersitz 8 ausgebildet. Eine Oberfläche des Ventilkörpersitzes 8 ist beispielsweise poliert. In dem Ventilkörpersitz 8 kann beispielsweise eine den Lufteinlass 4 umschließende Ringnut 32 zur Aufnahme einer Dichteinrichtung 16, beispielsweise in Form eines O-Rings 16 vorgesehen sein. Der Lufteinlass und der Luftauslass 4, 5 sind beispielsweise als Anschlussvorrichtungen 4, 5 zum Anschluss von Luftleitungen ausgebildet. Bevorzugt sind der Luftein- und der Luftauslass 4, 5 als Schnellkupplungen ausgebildet. Zur luftdichten Verbindung des Luftauslasses 5 kann beispielsweise eine Dichteinrichtung 33, in Form eines O-Rings vorgesehen sein. Der O-Ring 33 umschließt beispielsweise den Luftauslass 5. An den Lufteinlass 4 kann ebenfalls eine derartige Dichteinrichtung vorgesehen sein. Der Luftauslass 5 kann beispielsweise auch direkt mit einem Federbalg eines hydropneumatischen Federbeins verbunden sein.
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An der Innenwandung 18 des Ventilgehäuses 3 sind, wie beispielsweise in 3 dargestellt, Kanäle 19–24 vorgesehen. Die Kanäle 19–24 verlaufen bezüglich einer Mittelachse 34 des Ventilgehäuses 3 in axialer Richtung. Die Kanäle 19–24 sind in einem Abstand t1 von dem Ventilkörpersitz 8 angeordnet und weisen beispielsweise eine Länge t2 auf. In 3 sind beispielsweise sechs Kanäle 19–24 dargestellt. In alternativen Ausführungsformen des Ventilgehäuses 3 kann dieses jedoch auch weniger oder mehr als sechs Kanäle 19–24 aufweisen. Die Kanäle 19–24 sind bevorzugt in gleichmäßigem Abstand zueinander auf der Innenfläche 18 angeordnet.
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Das Restdruckhalteventil 1 weist weiterhin einen in dem Ventilgehäuse verschieblich angeordneten Ventilkörper 6 auf. Der Ventilkörper 6 weist gemäß 4 eine abgestufte zylinderförmige Grundform auf. Der Ventilkörper 6 weist bevorzugt einen ersten Zylinderabsatz 35 mit einer Außenwandung 17 auf. Ein Durchmesser d3 des ersten Zylinderabschnitts 35 entspricht in etwa einem Durchmesser d4 des Innenraums 31 des Ventilgehäuses 3. Die Durchmesser d3, d4 sind dabei derart aufeinander abgestimmt, dass die Außenwandung 17 bevorzugt spielfrei an der Innenwandung 18 bezüglich der Mittellinie 34 des Ventilgehäuses 3 axial geführt ist. Eine Höhe t3 des ersten Zylinderabschnitts 35 ist bevorzugt kleiner als die Länge t2 der Kanäle 19–24. Eine Stirnfläche 12 des ersten Zylinderabschnitts 35 bzw. des Ventilkörpers 6 ist als dem Ventilkörpersitz 8 des Ventilgehäuses 3 zugewandte plane Ventilfläche 12 ausgebildet. Auf einer der Ventilfläche 12 abgewandten Stirnfläche des Zylinderabschnitts 35 ist ein zweiter Zylinderabschnittabschnitt 36 des Ventilkörpers 6 angeordnet. Die Zylinderabschnitte 35, 36 sind bevorzugt konzentrisch zueinander angeordnet. Der Zylinderabschnitt 36 weist einen Durchmesser d5 und eine Höhe t4 auf. Der Durchmesser d5 ist bevorzugt kleiner als der Durchmesser d3.
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Aufgrund der Führung der Außenwandung 17 des Ventilkörpers 6 an der Innenwandung 18 des Ventilgehäuses 3 wird der Ventilsitz 12 bezüglich des Ventilkörpersitzes 8 des Ventilgehäuses 3 zentriert.
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Bevorzugt zentrisch in dem Ventilkörper 6 ist ein stufenförmiger Durchbruch 10 zur Aufnahme eines Ventilelementes 7 und einer ersten Federeinrichtung 11, insbesondere einer ersten Zylinderfeder 11 vorgesehen. Der Durchbruch 10 weist einen Ventilelementsitz 9 für das Ventilelement 7 auf. Der Ventilelementsitz 9 ist bevorzugt mit einer halbkugeligen Form ausgebildet, wobei das Ventilelement 7 beispielsweise als Kugel 7, insbesondere als Stahlkugel 7 ausgebildet ist. Die Kugel 7 ist dabei derart an dem Ventilelementsitz 9 des Ventilkörpers 6 angepasst, dass der Durchbruch 10 mittels der Kugel 7 gasdicht verschließbar ist. Ausgehend von der Ventilfläche 12 des Ventilkörpers 6 verläuft der Durchbruch 10 mit einem Durchmesser d6, wobei sich der Durchmesser d6 ab dem Ventilelementsitz 9 auf einen Durchmesser d7 verringert. Der Durchbruch 10 durchdringt den Ventilkörper 6 in etwa auf 4/5 einer axialen Länge des Ventilkörpers 6 mit dem Durchmesser d6. Die restliche axiale Länge des Ventilkörpers 6 durchsetzt der Durchbruch 10 den Ventilkörper 6 mit dem Durchmesser d7. Der Durchbruch 10 weist weiterhin eine Ringnut 37 auf, in der bevorzugt ein Sicherungsring 38 angeordnet ist. An dem Sicherungsring 38 liegt ein Haltering 39 an, wobei an dem Haltering 39 die erste Zylinderfeder 11 anliegt. Zwischen der ersten Zylinderfeder 11 und der Kugel 7 ist eine Kugelaufnahme 40 vorgesehen. Die Kugel 7 ist somit über die Kugelaufnahme 40, die erste Zylinderfeder 11 und den Haltering 39 gegen den Sicherungsring 38 federvorgespannt. Die Kugel 7 ist also gegen den Luftauslass 5 des Ventilgehäuses 3 federvorgespannt. Die Kugelaufnahme 40 weist beispielsweise axial verlaufende Nuten 41 auf, von denen zur Vereinfachung nur eine Nut 41 mit einem Bezugszeichen versehen ist. Beispielsweise sind vier Nuten 41 vorgesehen, die bevorzugt gleichmäßig auf einer Außenfläche der Kugelaufnahme 40 angeordnet sind.
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Das Restdruckhalteventil 1 weist weiterhin eine zweite Federeinrichtung 15, bevorzugt eine zweite Zylinderfeder 15 auf, welche zwischen der Stirnfläche 13 des Ventilgehäuses 3 und einem Absatz 14 des Ventilkörpers 6 angeordnet ist. Der Absatz 14 stellt die der Ventilfläche 12 abgewandte Stirnfläche des ersten Zylinderabschnitts 35 dar. Die zweite Zylinderfeder 15 ist dabei derart ausgebildet, dass diese den Ventilkörper 6 gegen den Lufteinlass 4 des Ventilgehäuses 3 federvorspannt. Die zweite Zylinderfeder 15 umschließt den Zylinderabschnitt 36 des Ventilkörpers 6. Dabei ist der Durchmesser d5 des Zylinderabschnitts 36 derart ausgebildet, dass bei einem Komprimieren der Feder 15 diese zwischen der Innenwandung 18 des Ventilgehäuses 3 und dem zweiten Zylinderabschnitt 36 des Ventilkörpers 6 bevorzugt radial frei beweglich ist und weder die Innenwandung 18 noch den Zylinderabschnitt 36 berührt.
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Die Zylinderfedern 11, 15 sind bevorzugt koaxial zueinander angeordnet. Die zweite Zylinderfeder umschließt die erste Zylinderfeder 11 dabei zumindest abschnittsweise. Die Zylinderfedern 11, 15 weisen bevorzugt unterschiedliche Federhärten auf, wobei die Federhärte der zweiten Zylinderfeder 15 bevorzugt größer ist als die Federhärte der ersten Zylinderfeder 11. Federkräfte der Zylinderfedern 11, 15 weisen in entgegengesetzte Wirkrichtungen. Die Federkraft der ersten Zylinderfeder 11 weist in Richtung des Luftauslasses 5 des Ventilgehäuses 3 und die Federkraft der zweiten Zylinderfeder 15 weist in Richtung des Lufteinlasses 4 des Ventilgehäuses 3. Die Federhärte der zweiten Zylinderfeder 15 ist dabei derart ausgelegt, dass bei einem Beaufschlagen des Lufteinlasses 4 des Ventilgehäuses 3 mit einem Luftdruck, der Ventilkörper 6 erst von dem Ventilkörpersitz 8 des Ventilgehäuses 3 abgehoben wird, wenn der an dem Lufteinlass 4 anliegender Luftdruck über einem vorbestimmten Ventilkörperschwellwert liegt.
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Weiterhin ist die Federhärte der ersten Zylinderfeder 11 derart ausgelegt, dass das Ventilelement 7 von dem Ventilelementsitz 9 des Ventilkörpers 6 erst abgehoben wird, wenn der Luftauslass 5 des Ventilgehäuses mit einem Luftdruck über einem vorbestimmten Ventilelementschwellwert beaufschlagt wird. In der in 1 illustrierten Darstellung des Restdruckhalteventils 1 ist weder der Ventilkörperschwellwert noch der Ventilelementschwellwert überschritten. Das heißt, dass Restdruckhalteventil 1 ist geschlossen und befindet sich in einem Ausgangszustand.
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Die Funktionsweise des Restdruckhalteventils 1 wird im Folgenden erläutert. Die 5 zeigt das geschlossene Restdruckhalteventil 1 mit einer weiteren Ausführungsvariante des Ventilgehäuses 3. Das Ventilgehäuse 3 weist einen Rohrabschnitt 42 auf, der an seiner Innenwandung 18 die Kanäle 19–24 aufweist. Der Innenraum 31 des Ventilgehäuses 3 wird zu Seiten des Lufteinlasses 4 und des Luftauslasses 5 mittels zweier Deckel 43, 44 abgeschlossen. Die Deckel 43, 44 und der Rohrabschnitt 42 sind in einem Gehäusemantel 45 des Ventilgehäuses 3 angeordnet. Der Gehäusemantel 45 umschließt die Deckel 43, 44 zumindest abschnittsweise an ihren von dem Innenraum 31 des Ventilgehäuses 3 wegweisenden Stirnflächen. Hierzu wird der Gehäusemantel 45 beispielsweise über die Deckel 43, 44 umgebördelt.
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Die 6 illustriert das Restdruckhalteventil 1 in einem Betriebszustand, bei dem ein an dem Lufteinlass anliegender Druck größer ist als ein an dem Luftauslass 5 anliegender Druck und der am Lufteinlass anliegende Druck über dem von der zweiten Zylinderfeder 15 vorbestimmten Ventilkörperschwellwert liegt. In diesem Betriebszustand wird der Ventilkörper 6 gegen die Federvorspannung der zweiten Zylinderfeder 15 von dem Ventilkörpersitz 8 abgehoben und in Richtung des Luftauslasses 5 des Ventilgehäuses 3 axial verschoben. Dabei gleitet die Außenwandung 17 des Ventilkörpers 6 entlang der Innenwandung 18 des Ventilgehäuses 3. Der Ventilkörper 6 wird dabei mit seiner Ventilfläche 12 soweit von dem Ventilkörpersitz 8 abgehoben bis Luft an dem Ventilkörper 6 vorbei durch die Kanäle 19–24 strömen kann. Die Querschnitte der Kanäle 19–24 sind dabei auf einen maximalen Luftdurchlass ausgelegt. Die Höhe t3 des Zylinderabschnitts 35 des Ventilkörpers 6 und die Länge t2 der Kanäle 19–24 sind dabei derart aufeinander abgestimmt, dass bei einer axialen Verlagerung des Ventilkörpers 6 entlang der Kanäle 19–24 Endabschnitte der Kanäle 19–24 in axialer Richtung beidseitig des Zylinderabschnitts 35 des Ventilkörpers 6 freiliegen. In diesem Betriebszustand des Restdruckhalteventils 1 strömt Luft von dem Lufteinlass 4 zu dem Luftauslass 5 des Ventilgehäuses 3, wie mittels der Pfeile 49, 50 angedeutet. Der Luftdruck am Lufteinlass 4 ist höher als der Luftdruck am Luftauslass 5. Sinkt der Luftdruck auf der Seite des Lufteinlasses 4 ab bis der vorbestimmte Ventilkörperschwellwert unterschritten wird, bewegt sich der Ventilkörper 6 wieder auf den Ventilkörpersitz 8 zu, wobei der Luftstrom durch die Kanäle 19–24 unterbrochen wird.
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Die 7 und 8 zeigen das Restdruckhalteventil 1 in einem zweiten Betriebszustand. 8 stellt das Detail A der 7 dar. Sinkt der Druck auf der Seite des Lufteinlasses 4 des Ventilgehäuses 3 beispielsweise aufgrund eines Defektes eines Luftschlauches deutlich ab, so wird der Ventilkörper 6 mittels der zweiten Zylinderfeder 15 gegen den Ventilkörpersitz 8 gepresst. Die Kanäle 19–24 sind dann geschlossen. Ist ein an dem Luftauslass 5 herrschender Druck, beispielsweise ein Restdruck eines Federbalges eines hydropneumatischen Federungssystems höher als der vorbestimmte Ventilelementschwellwert so wird das Ventilelement 7 von seinem Ventilelementsitz 9 abgehoben, wobei Luft an der Kugel 7 vorbei durch die Nuten 41 der Kugelaufnahme 40 und den Durchbruch 10 zu dem Lufteinlass 4 des Ventilgehäuses 3 strömt, wie mittels der Pfeile 49, 50 illustriert. In diesem Betriebszustand ist ein am Luftauslass 5 anliegender Luftauslassdruck größer als ein am Lufteinlass 4 anliegender Lufteinlassdruck, wodurch Luft von dem Luftauslass 5 zu dem Lufteinlass 4 des Ventilgehäuses 3 strömt.
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Die 9 illustriert einen beispielhaften Anwendungsfall des Restdruckhalteventils 1. Ein Federbein 2, welches insbesondere als hydropneumatisches Federbein 2 ausgebildet ist, weist einen Dämpfer 46 und einen Federbalg 25 auf. Der Federbalg 25 kann beispielsweise mittels eines Kompressors 47 mit Druck beaufschlagt werden. Der Kompressor 47 ist über einen Luftschlauch 48 mit dem Federbalg 25 verbunden. Das Restdruckhalteventil 1 ist zwischen den Luftschlauch 48 und den Federbalg 25 geschaltet. Das Restdruckhalteventil 1 ist hierzu beispielsweise direkt an dem Federbalg 25 angeordnet oder mittels eines weiteren Luftschlauches mit diesem verbunden. Um bei einem Ausfall des Kompressors 47 oder einem eventuellen Abreißen des Luftschlauchs 48 einen definierten Restdruck in dem Federbalg 25 zu gewährleisten, ist der Ventilelementschwellwert des Ventilelementes 7 durch Auswahl der Federhärte der ersten Zylinderfeder 11 derart einstellbar, dass in dem Federbalg 25 ein definierter Restdruck aufrechterhalten wird.
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Mittels des Restdruckhalteventils 1 ist es also möglich, komfortabel und zuverlässig auch bei einem Defekt im Pneumatiksystem einen vordefinierten Restdruck in dem Federbalg 25 aufrechtzuerhalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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