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Die Erfindung betrifft ein Doppelrückschlagventil. Die Erfindung betrifft ferner eine pneumatische Bremsvorrichtung und ein Fahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug.
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Doppelrückschlagventile sind als pneumatische oder hydraulische Wechsel-, Drossel- oder Zweidruck-Ventile mit in der Regel zwei Eingängen beziehungsweise Eingangsöffnungen als Steueranschlüsse und einem Ausgang beziehungsweise einer Ausgangsöffnung bekannt. Sie werden häufig in Luftaufbereitungseinheiten von Nutzfahrzeugen für verschiedene Steuerungsaufgaben, beispielsweise zur Verbindung und Trennung mehrerer Luftkreise mit Druckluftspeichern, als Überlastschutz von Komponenten oder Bremsnotlöseventile bei der Druckluftversorgung pneumatischer Systeme, wie beispielsweise Feststellbremsanlagen, Betriebsbremsen, Nebenverbrauchern, Kupplungen und Getrieben, verbaut. Weitere Anwendungsgebiete sind Luftfederanlagen sowie hydraulische Strömungsmaschinen.
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Ein Doppelrückschlagventil kann in der Regel in zwei Sperrrichtungen oder im gegenseitigen Wechsel in jeweils einer von zwei Sperrrichtungen durch eine in Schließrichtung wirkende Feder- oder Druckkraft schließen, sowie in einer dritten Richtung von einem strömenden Fluid durch Überwinden der Schließkraft an einem oder beiden Eingängen freigegeben werden. Das Schließen erfolgt dabei beispielsweise derart, dass ein Führungsteil in einer jeweiligen Sperrposition angeordnet wird, in der das Führungsteil einen der Eingänge verschließt. Beispielsweise kann ein Doppelrückschlagventil bewirken, dass stets der größere von zwei an den Eingängen des Doppelrückschlagventils anliegenden Drücken an dem Ausgang des Doppelrückschlagventils ausgegeben wird, oder dass nur dann, wenn der größere der beiden Drücke an einem bestimmten der beiden Eingänge anliegt, der Ausgang freigegeben und ansonsten gesperrt ist.
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Ein bekanntes Doppelrückschlagventil gemäß dem Stand der Technik weist eine zylindrische Hülse sowie ein längliches, zylindrisches Führungsteil auf, welches in die Hülse längsverschiebbar einführbar ist und mit seinen stirnseitigen Enden zwei in Reihe liegende, gegensinnig wirkende Rückschlagventile bilden kann. Ein solches Doppelrückschlagventil ist in
DE 10 2017 006 545 A1 offenbart.
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Ein Doppelrückschlagventil gemäß dem Stand der Technik funktioniert in Abhängigkeit von einer pneumatischen Kraft und benötigen einen Luftstrom und einen damit einhergehenden fluidbedingten Druck, um den Zustand des Doppelrückschlagventils wohldefiniert einzustellen, beizubehalten und/oder zu ändern. Doppelrückschlagventile gemäß dem Stand der Technik neigen jedoch dazu, zwischen den Sperrrichtungen in einer Zwischenposition zu verharren, insbesondere bei einem ausgangsseitig indifferenten Druckniveau oder bei ähnlichem Druck an den Eingängen. Dabei stehen die Eingangsöffnungen und die Ausgangsöffnung miteinander in fluidtechnischer Verbindung und ein unkontrolliertes Überströmen findet statt. Damit wird das Doppelrückschlagventil seiner Funktion nicht gerecht.
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Um dieses Problem zu vermeiden ist das Führungsteil mittels einer Federkraft, beispielsweise resultierend aus einer Schraubenfeder oder einer Gummimembran, aus der Zwischenposition auslenkbar. Eine Federkraft steigt typischerweise, beispielsweise linear, mit der Auslenkung. Das führt jedoch zu dem technischen Problem, dass zum Erreichen von der Zwischenposition entfernten Positionen eine verhältnismäßig hohe Rückstellkraft überwunden werden muss, da das Führungsteil verhältnismäßig weit ausgelenkt werden muss.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik zu bereichern und ein verbessertes Doppelrückschlagventil anzugeben, bei dem auch bei schwierigen Druckverhältnissen eine zuverlässige Funktion gewährleistet ist.
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Die Aufgabe wird durch ein Doppelrückschlagventil nach Anspruch 1 sowie den Gegenständen nach den weiteren unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung an.
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Erfindungsgemäß umfasst ein Doppelrückschlagventil eine Hülse mit einer Längsachse, einer ersten Eingangsöffnung, einer zweiten Eingangsöffnung und einer Ausgangsöffnung, und ein Führungsteil, wobei das Führungsteil verschiebbar in der Hülse angeordnet und in der Hülse mittels Beaufschlagung durch einen fluidbedingten Druck entlang der Längsachse verschiebbar ist, wobei das Führungsteil zwischen einer ersten Sperrposition und einer davon beabstandeten zweiten Sperrpositionen verschiebbar ist, wobei jede der Eingangsöffnungen durch das Führungsteil in einer der Sperrpositionen wenigstens teilweise fluiddicht verschließbar ist, wobei in der ersten Sperrposition die zweite Eingangsöffnung freigegeben ist, und in der zweiten Sperrposition die erste Eingangsöffnung freigegeben ist, und wobei das Doppelrückschlagventil einen Permanentmagneten aufweist, und das Führungsteil und der Permanentmagnet dazu eingerichtet sind, das Führungsteil durch eine mittels des Permanentmagneten wirkende magnetische Kraft aus einer zwischen den Sperrpositionen angeordneten Zwischenposition und/oder aus einer der Sperrpositionen auszulenken.
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Das erfindungsgemäße Doppelrückschlagventil ist derart eingerichtet, das auf das Führungsteil zusätzlich zu einem durch einen Luftstrom bedingten fluidbedingten Druck die mittels des Permanentmagneten wirkende magnetische Kraft wirkt. Die auf das Führungsteil wirkende magnetische Kraft wirkt derart, dass das Führungsteil aus der zu vermeidenden Zwischenposition ausgelenkt wird und/oder in eine oder aus einer der beiden Sperrpositionen ausgelenkt wird. Ein Auslenken des Führungsteils aus der Zwischenposition impliziert das Auslenken des Führungsteils in Richtung einer der beiden Sperrpositionen, womit ein Verharren des Führungsteils in der Zwischenposition unterdrückt wird. Ein Auslenken des Führungsteils aus einer der Sperrpositionen impliziert aus Auslenken in die andere Sperrposition.
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Die Erfindung hat erkannt, dass eine magnetisch wirkende Kraft eine im Vergleich zu einer mechanischen und auf Elastizität beruhenden Federkraft geeignetere Charakteristik für den Einsatz in einem Doppelrückschlagventil hat. Der Betrag der magnetisch wirkenden Kraft sinkt mit der Auslenkung, also mit der Entfernung zwischen dem Führungsteil mit dem Permanentmagneten und einem Anziehungs- oder Abstoßungselement, beispielsweise einem metallischen Element, einem weiteren Permanentmagneten und/oder einem Elektromagneten, und/oder zwischen dem Führungsteil und dem Permanentmagneten. Die magnetische Kraft wirkt optional repulsiv oder attraktiv. Damit kann das Führungsteil gezielt aus der Zwischenposition und/oder in eine oder aus einer der Sperrpositionen ausgelenkt werden. Zudem kann durch die magnetisch wirkende Kraft auf den Einsatz von auf Elastizität beruhenden Federn oder Membranen zum Vermeiden des Verharrens des Führungsteils in der Zwischenposition verzichtet werden und/oder Federn können einfacher gestaltet werden. Damit ist die Konstruktion des Doppelrückschlagventils vereinfacht.
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Vorzugsweist ist der Permanentmagnet entlang der Längsachse zwischen den Sperrpositionen angeordnet. Dabei ist der Permanentmagnet an der Hülse, in einer Wandung der Hülse und/oder um die Hülse herum angeordnet. Optional umfasst das Führungsteil einen ferromagnetischen Kern, beispielsweise aus Eisen und/oder Stahl. Damit sind das Führungsteil und der Permanentmagnet dazu eingerichtet, das Führungsteil durch die mittels des Permanentmagneten wirkende magnetische Kraft in Richtung des Permanentmagneten auszulenken, beispielsweise aus der Zwischenposition. Optional umfasst das Führungsteil einen Permanentmagneten, damit, je nach Auslenkung des Führungsteils, eine attraktive oder repulsive Kraft auf das Führungsteil wirkt. Vorzugsweise ist der an der, in einer Wandung der und/oder um die Hülse angeordnete Permanentmagnet entlang der Längsrichtung in der Zwischenposition derart angeordnet, dass auf das Führungsteil in der Zwischenposition eine repulsive Kraft wirkt. Die Zwischenposition ist instabil durch die magnetische Repulsion. Damit kann die Zwischenposition zuverlässig und effektiv destabilisiert werden. Die magnetische Kraft ist maximal in der Zwischenposition und sinkt in Richtung jeder der Sperrpositionen. Daher ist eine nur geringe magnetische Kraft zu überwinden, damit das Führungsteil die Sperrposition verlässt und eine sensible Auslenkung des Führungsteils aus der Sperrposition ist möglich.
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Vorzugsweise ist der Permanentmagnet entlang der Längsachse näher an einer der zwei Sperrpositionen angeordnet als an der anderen der zwei Sperrpositionen. Dabei ist der Permanentmagnet an der Hülse, in einer Wandung der Hülse und/oder um die Hülse herum angeordnet. In dieser Ausführungsform ist die Sperrposition, nahe der der Permanentmagnet angeordnet ist, durch eine attraktive magnetische Kraft stabilisierbar. Damit ist die Zwischenposition destabilisierbar. In dieser Ausführungsform vergrößert die magnetische Kraft nahe der Sperrposition vorteilhaft die Dichtwirkung des Führungsteils. Wenn eine durch die magnetische Kraft bestimmte Kraftschwelle überschritten ist, ist das Führungsteil aus der Sperrposition zuverlässig auslenkbar, da die magnetische Kraft mit dem Abstand sinkt - im Gegensatz zu einer Federkraft. Alternativ ist die Sperrposition, nahe der der Permanentmagnet angeordnet ist, durch eine repulsive magnetische Kraft destabilisierbar. Ist der Permanentmagnet zur Destabilisierung der ersten Sperrposition angeordnet wird somit gleichzeitig die zweite Sperrposition stabilisiert.
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Vorzugsweise umfasst das Führungsteil den Permanentmagneten. In dieser Ausführungsform ist eine besonders vielfältige Ausgestaltung des Doppelrückschlagventils möglich. Beispielsweise ist ein ferromagnetisches Anziehungselement, beispielsweise aus Eisen und/oder Stahl, zur Anziehung des Führungsteils um die Hülse, an der Hülse und/oder in einer Wandung der Hülse anordenbar, wobei das Anziehungselement eine Anziehung des Führungsteils bewirkt. Zusätzlich oder alternativ ist ein weiterer Permanentmagnet um die Hülse, an der Hülse und/oder in einer Wandung der Hülse anordenbar, wobei der weitere Permanentmagnet je nach Polarisierung, Ausrichtung und/oder in Abhängigkeit von der Auslenkung des Führungsteils eine Anziehung oder Abstoßung des Führungsteils bewirkt. Zusätzlich oder alternativ ist ein Elektromagnet um die Hülse, an der Hülse und/oder in einer Wandung der Hülse anordenbar, der je nach der durch einen elektrischen Strom bedingter Polarisierung, Ausrichtung und/oder in Abhängigkeit von der Auslenkung des Führungsteils eine Anziehung oder Abstoßung des Führungsteils bewirkt.
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Vorzugsweise umfasst das Doppelrückschlagventil eine Mehrzahl von Permanentmagneten, um die magnetisch wirkenden Kräfte entsprechend der Geometrie des Doppelrückschlagventil und/oder einer Anforderung an das Doppelrückschlagventil derart einstellen zu können, dass die Zwischenposition besonders effektiv destabilisiert wird. Beispielsweise sind dazu entlang der Längsachse zwei Permanentmagneten in den Sperrpositionen angeordnet, die eine attraktive magnetische Kraft auf das Führungsteil ausüben. Optional ist zusätzlich entlang der Längsachse ein weiterer Permanentmagnet in der Zwischenpositionen angeordnet und das Führungsteil umfasst einen Permanentmagneten, und die Permanentmagneten in der Zwischenposition und in dem Führungsteil sind derart angeordnet, um eine repulsive magnetische Kraft auf das Führungsteil auszuüben. Alterativ umfasst das Doppelrückschlagventil dazu eine Mehrzahl von Elektromagneten. Zusätzlich zur Anordnung der Elektromagneten ist die Polarisierung der Elektromagneten und somit die Wirkung der Kraft, attraktiv oder repulsiv, durch einen durch den Elektromagneten fließenden Strom steuerbar. Damit ist die magnetisch wirkende Kraft noch vielseitiger einstellbar. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Doppelrückschlagventil einen oder mehrere Permanentmagnete und einen oder mehrere Elektromagnete, um die Effektivität einer Bauweise mit Permanentmagneten und die Vielfältigkeit einer Bauweise mit Elektromagneten zu verknüpfen. Die Anordnung eines Permanentmagneten oder Elektromagneten bezogen auf die Längsachse L in der Zwischenposition bedeutet auch, dass der jeweilige Magnet derart an der Hülse, in einer Wandung der Hülse und/oder um die Hülse herum derart angeordnet ist, dass die magnetisch wirkende Kraft auf das Führungsteil in der Zwischenposition maximal ist und/oder der Abstand zwischen dem Führungsteil und dem Magneten in der Zwischenposition minimal ist. Analoges gilt für die Anordnung in einer der Sperrpositionen.
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Vorzugsweise weist das Doppelrückschlagventil, einen, zwei, drei oder vier Permanentmagnete auf. Ein, zwei, drei oder vier Permanentmagnete haben den Vorteil, dass das Doppelrückschlagventil eine einfache Bauweise aufweist und gleichzeitig die Zwischenposition auf vielfältige Weise und zuverlässig destabilisierbar ist.
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Vorzugsweise ist der Permanentmagnet bezogen auf die Längsachse in der Zwischenposition, in einer der Sperrpositionen und/oder außerhalb der Hülse angeordnet. Dabei ist der Permanentmagnet an der Hülse, in einer Wandung der Hülse und/oder um die Hülse herum angeordnet. In dieser Ausführungsform ist die Sperrposition, an der der Permanentmagnet angeordnet ist, durch eine attraktive magnetische Kraft stabilisierbar. Damit ist die Zwischenposition destabilisiert. Zusätzlich oder alternativ ist die Zwischenposition durch eine repulsiv wirkende magnetische Kraft destabilisierbar.
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Vorzugsweise ist der Permanentmagnet ein um die Hülse angeordneter Ringmagnet, um eine effektive Anordnung des Permanentmagneten zu ermöglichen. Ferner erzielt ein Ringmagnet eine rotationssymmetrisch wirkende Kraft. Damit ist eine axiale Bewegung des Führungsteils präferiert und das Führungsteil wird nicht übermäßig gegen eine Wandung der Hülse gedrückt. Damit wird eine Erhöhung der Reibung zwischen Führungsteil und Wandung der Hülse vermieden.
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Erfindungsgemäß umfasst eine pneumatische Bremsvorrichtung ein erfindungsgemäßes Doppelrückschlagventil. Vorzugsweise umfasst das Doppelrückschlagventil der Bremsvorrichtung die optional und/oder als vorteilhaft beschriebenen Merkmale, um die damit verbundenen technischen Effekte zu erzielen.
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Erfindungsgemäß umfasst ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, ein erfindungsgemäßes Doppelrückschlagventil und/oder eine erfindungsgemäße Bremsvorrichtung. Vorzugsweise umfasst das Doppelrückschlagventil des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, und/oder der Bremsvorrichtung die optional und/oder als vorteilhaft beschriebenen Merkmale, um die damit verbundenen technischen Effekte zu erzielen.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sowie deren technische Effekte ergeben sich aus den Figuren und der Beschreibung der in den Figuren gezeigten bevorzugten Ausführungsformen. Dabei zeigen
- 1 eine schematische Darstellung eines Doppelrückschlagventils gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine schematische Darstellung eines Doppelrückschlagventils gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
- 3 eine schematische Darstellung eines Doppelrückschlagventils gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
- 4 eine schematische Darstellung eines Doppelrückschlagventils gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
- 5 eine schematische Darstellung eines Doppelrückschlagventils gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
- 6 eine schematische Darstellung von einer auf ein Führungsteil eines Doppelrückschlagventils wirkende Kraft; und
- 7 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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1 bis 6 zeigen jeweils eine schematische Darstellung eines Doppelrückschlagventils 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Im Folgenden werden Merkmale beschrieben, die jede der gezeigten Ausführungsformen des Doppelrückschlagventils 100 aufweist.
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In jeder der Ausführungsformen weist das Doppelrückschlagventil 100 eine Hülse 10 und ein Führungsteil 20 auf. Die Hülse 10 umfasst eine Wandung 14 und einen innerhalb der Hülse 10 einen durch die Wandung 14 begrenzten Raum 15, in dem das Führungsteil 20 verschiebbar in der Hülse 10 angeordnet ist. Die Hülse 10 weist eine durch eine Strichpunktlinie angedeutete Längsachse L auf.
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Das Führungsteil 20 ist ein Schieber. Das Führungsteil 20 ist beispielsweise metallisch und mit einem Kunststoff umspritzt und umfasst optional einen O-Ring zur Führung des Führungsteils 20.
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Die Hülse 10 ist aus einem Kunststoffspritzguss, optional eingesetzt ein Halteelement aus einem Aluminiumdruckguss. Optional weist die den Raum 15 begrenzende Wandung 14 eine reibungsmindernde Beschichtung auf, beispielsweise aus PTFE.
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Das Doppelrückschlagventil 100, in diesen Ausführungsbeispielen die Hülse 10, weist eine erste Eingangsöffnung 11, eine zweite Eingangsöffnung 12 und eine Ausgangsöffnung 13 auf. Die erste Eingangsöffnung 11 und die zweite Eingangsöffnung 12 sind bezogen auf die Längsachse L auf entgegengesetzten Seiten des Doppelrückschlagventils 100 bzw. der Hülse 10 angeordnet. Die Ausgangsöffnung 13 ist zwischen der ersten Eingangsöffnung 11 und der zweiten Eingangsöffnung 12 angeordnet. In den schematischen Darstellungen der 1 bis 6 sind die Eingangsöffnungen 11, 12 and Stirnseiten der Hülse 10 und die Ausgangsöffnung 13 an einer Mantelseite der Hülse 10 angeordnet. In anderen nicht gezeigten Ausführungsformen weist das Doppelrückschlagventil 100 eine andere Anordnung von Eingangsöffnungen 11, 12 und der Ausgangsöffnung 13 auf.
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Das Führungsteil 20 ist in der Hülse 10 mittels Beaufschlagung durch einen fluidbedingten Druck entlang der Längsachse L verschiebbar. Das Führungsteil 20 ist zwischen einer durch eine gepunktete Linie indizierten ersten Sperrposition S1 und einer davon beabstandeten und durch eine gepunktete Linie indizierten zweiten Sperrpositionen S2 verschiebbar. Insbesondere sind die erste Sperrposition S1 und die zweite Sperrposition S2 entlang der Längsachse L voneinander beanstandet. Dabei ist jede der Eingangsöffnungen 11, 12 durch das Führungsteil 20 in einer der Sperrpositionen S1, S2 wenigstens teilweise fluiddicht verschließbar. In der ersten Sperrposition S1 ist die erste Eingangsöffnung 11 durch das Führungsteil 20 fluiddicht verschlossen, und in der ersten Sperrposition S1 ist die zweite Eingangsöffnung 12 freigegeben. In der zweiten Sperrposition S2 ist die zweite Eingangsöffnung 12 durch das Führungsteil fluiddicht verschlossen, und in der zweiten Sperrposition S2 ist die erste Eingangsöffnung 11 freigegeben.
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Zwischen der ersten Sperrposition S1 und der zweiten Sperrposition S2 ist eine durch eine gepunktete Linie indizierte Zwischenposition Z angeordnet. In der Zwischenposition Z verschließt das Führungsteil 13 keine der Eingangsöffnungen 11, 12. Je nach Art des Doppelrückschlagventils 100 verschließt das Führungsteil 20 in der Zwischenposition Z die Ausgangsöffnung 13. Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen vermeiden ein Verharren des Führungsteils in der Zwischenposition Z, indem das Doppelrückschlagventil 100 einen Permanentmagneten 30, 31, 32, 33 aufweist, und das Führungsteil 20 und der Permanentmagnet 30, 31, 32, 33 dazu eingerichtet sind, das Führungsteil 20 durch eine mittels des Permanentmagneten 30, 31, 32, 33 wirkende magnetische Kraft aus der Zwischenposition Z und/oder aus einer der Sperrpositionen S1, S2 auszulenken. In anderen nicht gezeigten Ausführungsformen weist das Doppelrückschlagventil 100 eine andere Anordnung von Sperrpositionen S1, S2 und der oder mehrerer Zwischenpositionen Z auf.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Doppelrückschlagventils 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Das Doppelrückschlagventil 100 weist einen Permanentmagneten 30 auf. Das Führungsteil 20 umfasst den Permanentmagneten 30.
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Das Doppelrückschlagventil 100 weist ein erstes Anziehungselement 41 und ein zweites Anziehungselement 42 auf. Das erste Anziehungselement 41 und das zweite Anziehungselement 42 sind außerhalb des Raumes 15 angeordnet, in dem das Führungsteil 20 verschiebbar angeordnet ist. Das erste Anziehungselement 41 ist bezogen auf die Längsachse L durch den Raum 15 von dem zweiten Anziehungselement 42 getrennt. Das erste Anziehungselement 41 und das zweite Anziehungselement 42 sind beispielsweise aus ferromagnetischem Metall, um eine magnetisch wirkende Kraft zwischen dem Permanentmagneten 30 des Führungsteils 20 und dem ersten Anziehungselement 41 bzw. dem zweiten Anziehungselement 42 zu erzeugen. Das erste Anziehungselement 41 erzeugt eine attraktive magnetisch wirkende Kraft auf den Permanentmagneten 30 des Führungsteils 20, wobei die attraktive magnetisch wirkende Kraft bestrebt ist, dass Führungsteil 20 in die erste Sperrposition S1 auszulenken. Das zweite Anziehungselement 42 erzeugt eine attraktive magnetisch wirkende Kraft auf den Permanentmagneten 30 des Führungsteils 20, wobei die attraktive magnetisch wirkende Kraft bestrebt ist, dass Führungsteil 20 in die zweite Sperrposition S2 auszulenken. Damit kann ein Verharren des Führungsteils 20 in der Zwischenposition Z vermieden werden, denn die Zwischenposition Z ist durch die magnetisch wirkenden Kräfte in Richtung der ersten Sperrposition S1 und in Richtung der zweiten Sperrposition S2 destabilisiert. In dieser Ausführungsform ist die Polarisierung p1, p2 des Permanentmagneten 30 nicht gezeigt.
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Das erste Anziehungselement 41 und das zweite Anziehungselement 42 sind dazu eingerichtet und derart angeordnet, dass die erste Eingangsöffnung 11 und die zweite Eingangsöffnung 12 freigebbar sind. Beispielsweise weisen das erste Anziehungselement 41 und das zweite Anziehungselement 42 eine Aussparung und/oder Öffnung auf, die die jeweilige Eingangsöffnung 11, 12 nicht verschließt. Das erste Anziehungselement 41 und das zweite Anziehungselement 42 sind beispielsweise ringförmige oder hohlzylinderförmige metallische Elemente.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Doppelrückschlagventils 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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Das Doppelrückschlagventil 100 weist zwei Permanentmagneten 30, 33 auf, also eine Mehrzahl von Permanentmagneten 30,33. Das Führungsteil 20 umfasst einen Permanentmagneten 30. Ein weiterer Permanentmagnet 33 ist entlang der Längsachse L zwischen den Sperrpositionen S1, S2 angeordnet, wobei der weitere Permanentmagnet 33 ein um die Hülse 10 angeordneter Ringmagnet 35 ist. Der um die Hülse 10 angeordnete Permanentmagnet 33 ist in der Zwischenposition Z angeordnet.
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Der von dem Führungsteil 20 umfasste Permanentmagnet 30 weist einen ersten Pol p1 und einen zweiten Pol p2 auf. Beispielsweise ist der von dem Führungsteil 20 umfasste Permanentmagneten 30 ein zylinderförmiger Magnet mit dem ersten Pol p1 in einem inneren Zylinderabschnitt und dem zweiten Pol p2 in einem äußeren Zylinderabschnitt. Der erste Pol p1 ist radial innerhalb des zweiten Pol p2 angeordnet. Der erste Pol P1 ist bezogen auf eine Richtung senkrecht zur Längsachse L zwischen den zweiten Pol p2 angeordnet.
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Der um die Hülse 10 angeordneter Permanentmagneten 33 weist einen ersten Pol p1 und einen zweiten Pol p2 auf. Der zweite Pol p2 ist der Hülse 10 zugewandt angeordnet und somit bezogen auf einer Richtung senkrecht zur Längsachse L innerhalb des ersten Pols p1 angeordnet.
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Durch die Anordnung der Permanentmagneten 30,33 und deren Pole p1, p2 wirkt eine repulsive magnetische Kraft MR zwischen dem Führungsteil 20 bzw. dem Permanentmagnet 30 des Führungsteils 20 und dem um die Hülse 10 angeordneten Permanentmagneten 33. Damit ist die Zwischenposition Z zuverlässig destabilisiert. Die Anordnung des um die Hülse 10 angeordneten weiteren Permanentmagneten 33 impliziert, dass die auf den Permanentmagneten 30 des Führungsteils 20 in der Zwischenposition Z repulsiv wirkende magnetische Kraft MR maximal ist. Die repulsiv wirkende magnetische Kraft MR ist in 6 schematisch mit einer gepunkteten Linie gezeigt.
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Der Permanentmagnet 33 ist dazu eingerichtet und derart angeordnet, dass die Ausgangsöffnung 13 freigebbar ist. In einer nicht gezeigten Ausführungsform umfasst der um die Hülse 10 angeordnete Permanentmagnet 33 eine Mehrzahl von um die Hülse 10 vorteilhaft gleichmäßig angeordneter Permanentmagnete.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Doppelrückschlagventils 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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Das Doppelrückschlagventil 100 weist drei Permanentmagneten 30, 31, 32 auf, also eine Mehrzahl von Permanentmagneten 30,33. Das Führungsteil 20 umfasst einen Permanentmagneten 30. Je ein weiterer Permanentmagnet 31, 32 sind außerhalb des Raumes 15 angeordnet, in dem das Führungsteil 20 verschiebbar angeordnet ist. Einer der weiteren Permanentmagneten 31 ist bezogen auf die Längsachse L durch den Raum 15 von dem anderen der weiteren Permanentmagneten 32 getrennt.
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Die weiteren Permanentmagneten 31, 32 sind entlang der Längsachse L näher an jeweils einer der zwei Sperrpositionen S1, S2 angeordnet als an der anderen der zwei Sperrpositionen S1, S2. Ein erster der weiteren Permanentmagneten 31 ist näher an der ersten Sperrposition S1 angeordnet als an der zweiten Sperrposition S2. Ein zweiter der weiteren Permanentmagneten 32 ist näher an der zweiten Sperrposition S2 angeordnet als an der ersten Sperrposition S1. Der erste weitere Permanentmagnet 31 und der zweite weitere Permanentmagnet 32 sind bezogen auf die Längsachse L außerhalb der Hülse 10 angeordnet.
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Jeder der weiteren Permanentmagneten 31, 32 weist einen ersten Pol p1 und einen zweiten Pol p2 auf. Der von dem Führungsteil 20 umfasste Permanentmagnet 30 weist einen ersten Pol p1 und einen zweiten Pol p2 auf. Der erste Pol p1 des von dem Führungsteil 20 umfassten Permanentmagneten 30 ist bezogen auf die Längsachse L näher an dem ersten weiteren Permanentmagneten 31 angeordnet als an dem zweiten weiteren Permanentmagneten 32. Der zweite Pol p2 des von dem Führungsteil 20 umfasste Permanentmagneten 30 ist bezogen auf die Längsachse L näher an dem zweiten weiteren Permanentmagneten 32 angeordnet als an dem ersten weiteren Permanentmagneten 31.
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In der gezeigten Ausführungsform ist der zweite Pol p2 des ersten weiteren Permanentmagneten 31 dem ersten Pol p1 des von dem Führungsteil 20 umfassten Permanentmagneten 30 zugewandt. Damit wirkt eine attraktive magnetische Kraft zwischen dem ersten weiteren Permanentmagneten 31 und dem von dem Führungsteil 20 umfasste Permanentmagneten 30. Damit wird eine vereinfachte Auslenkung des Führungsteils 20 zu der ersten Sperrposition S1 erzielt. Der erste Pol p1 des zweiten weiteren Permanentmagneten 32 ist dem zweiten Pol p2 des von dem Führungsteil 20 umfasste Permanentmagneten 30 zugewandt. Damit wirkt eine attraktive magnetische Kraft zwischen dem zweiten weiteren Permanentmagneten 31 und dem von dem Führungsteil 20 umfassten Permanentmagneten 30. Damit wird eine vereinfachte Auslenkung des Führungsteils 20 zu der ersten Sperrposition S1 erzielt. Damit sind die erste Sperrposition S1 und die zweite Sperrposition S2 stabilisiert und die Zwischenposition Z ist destabilisiert. Jeder der weiteren Permanentmagneten 31, 32 bewirkt eine Auslenkung des Führungsteils 20 aus der Zwischenposition Z.
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In einer nicht gezeigten Ausführungsform sind die weiteren Permanentmagneten 31, 32 bezogen auf die Längsachse L in den Sperrpositionen S1, S2 angeordnet, beispielsweise als die Hülse 10 an den Sperrpositionen S1, S2 umgebenden Ringmagneten 35. In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist die Polarität der weiteren Permanentmagneten 31, 32 oder eines der weiteren Permanentmagneten 31, 32 umgekehrt, womit eine repulsive magnetische Kraft erzeugt wird, die das Führungsteil 20 von dem oder den weiteren Permanentmagneten 31, 32 abstößt, um die jeweilige Sperrposition S1, S2 zu destabilisieren.
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Vorteilhaft können die Ausführungsformen der 2 und 3 miteinander kombiniert werden, indem beispielsweise die in 3 gezeigt Ausführungsform des Doppelrückschlagventils 100 einen gemäß 2 beschriebenen Permanentmagneten 33 aufweist, der bezogen auf die Längsachse L in der Zwischenposition Z angeordnet ist, wobei der Permanentmagneten 33 zwei sich bezogen auf die Längsrichtung L unterschiedliche Pole p1, p2 aufweist. Ein Doppelrückschlagventil 100 gemäß einer solchen Ausführungsform weist vier Permanentmagneten 30, 31, 32, 33 auf.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Doppelrückschlagventils 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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Das Doppelrückschlagventil 100 weist zwei Permanentmagneten 30, 31 auf, also eine Mehrzahl von Permanentmagneten 30,33. Das Führungsteil 20 umfasst einen Permanentmagneten 30. Ein weiterer Permanentmagnet 31 ist außerhalb des Raumes 15 angeordnet, in dem das Führungsteil 20 verschiebbar angeordnet ist.
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Der weitere Permanentmagnet 31 ist näher an der ersten Sperrposition S1 angeordnet als an der zweiten Sperrposition S2. Der weitere Permanentmagnet 31 ist bezogen auf die Längsachse L außerhalb der Hülse 10 angeordnet.
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Der weiteren Permanentmagnet 31 weist einen ersten Pol p1 und einen zweiten Pol p2 auf. Der von dem Führungsteil 20 umfasste Permanentmagnet 30 weist einen ersten Pol p1 und einen zweiten Pol p2 auf. Der erste Pol p1 des von dem Führungsteil 20 umfassten Permanentmagneten 30 ist bezogen auf die Längsachse L näher an dem weiteren Permanentmagneten 31 angeordnet als der zweite Pol p2 des von dem Führungsteil 20 umfasste Permanentmagneten 30.
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In der gezeigten Ausführungsform ist der erste Pol p1 des weiteren Permanentmagneten 31 dem ersten Pol p1 des von dem Führungsteil 20 umfassten Permanentmagneten 30 zugewandt. Damit wirkt eine repulsive magnetische Kraft zwischen dem weiteren Permanentmagneten 31 und dem von dem Führungsteil 20 umfassten Permanentmagneten 30. Damit wird eine vereinfachte Auslenkung des Führungsteils 20 aus der ersten Sperrposition S1 zu der zweiten Sperrposition S2 erzielt. Jedenfalls entsteht damit eine bezogen auf die Längsachse L gebrochene Symmetrie der magnetisch wirkenden Kraft. Damit ist die zweite Sperrposition S2 stabilisiert und die Zwischenposition Z ist destabilisiert. Alternativ kann die Polarisierung des weiteren Permanentmagneten 31 oder des von dem Führungsteil 20 umfassten Permanentmagneten 30 umgekehrt sein, um eine attraktive Kraft zwischen dem weiteren Permanentmagneten 31 und dem Führungsteil 20 zu erzielen.
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Vorteilhaft können die Ausführungsformen der 2 und 4 miteinander kombiniert werden, indem beispielsweise die in 4 gezeigt Ausführungsform des Doppelrückschlagventils 100 einen gemäß 2 beschriebenen Permanentmagneten 33 aufweist, der bezogen auf die Längsachse L in der Zwischenposition Z angeordnet ist, wobei der Permanentmagneten 33 zwei sich bezogen auf die Längsrichtung L unterschiedliche Pole p1, p2 aufweist.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines Doppelrückschlagventils 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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Das Doppelrückschlagventil 100 weist einen Permanentmagneten 30 auf. Das Führungsteil 20 umfasst den Permanentmagneten 30 wie mit Bezug zu 2 beschrieben.
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Das Doppelrückschlagventil 100 umfasst einen Elektromagneten 34. Der Elektromagnet 34 ist entlang der Längsachse L zwischen den Sperrpositionen S1, S2 angeordnet. Der Elektromagnet 34 ist in der Zwischenposition Z angeordnet. Der Elektromagnet 34 ist ein um die Hülse 10 angeordneter Ringmagnet 35. Der Elektromagnet 34 ist dazu eingerichtet und derart angeordnet, dass die Ausgangsöffnung 13 freigebbar ist.
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Die Polarisierung des Elektromagneten 34 ist durch Beaufschlagung des Elektromagneten 34 mit einem entsprechend orientierten elektrischen Strom schaltbar. Insbesondere ist die Polarisierung des Elektromagneten 34 derart schaltbar, dass zwischen dem Elektromagneten 34 und dem von dem Führungsteil 20 umfassten Permanentmagneten 30 eine repulsive magnetische Kraft wirkt. Damit ist die Zwischenposition Z ist destabilisiert.
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Jeder der mit Bezug zu 2 bis 4 beschriebenen außerhalb des Raumes 15 der Hülse 10 angeordneten Permanentmagnete 31, 32, 33 ist in einer alternativen Ausführungsform durch einen Elektromagneten 35 ersetzt. Damit kann die Polarisierung geändert werden und gezielt zwischen einer attraktiv wirkenden magnetischen Kraft und einer repulsiv wirkenden magnetischen Kraft geschaltet werden.
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6 zeigt eine schematische Darstellung von einer auf ein Führungsteil 20 eines Doppelrückschlagventils 100 wirkenden Kraft F. 6 verdeutlicht schematisch den Zusammenhang von der auf das Führungsteil 20 wirkenden Kraft F in Abhängigkeit von der Auslenkung d des Führungsteils 20.
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Der durch eine gestrichelte Linie dargestellte Zusammenhang stellt den Zusammenhang von der auf das Führungsteil 20 wirkenden Kraft F in Abhängigkeit von der Auslenkung d des Führungsteils 20 gemäß dem Stand der Technik dar, wobei ein federvorgespanntes Doppelrückschlagventil 100 eine Feder aufweist, die eine Ruheposition in der ersten Sperrposition S1 aufweist. In der ersten Sperrposition S1 ist eine durch die Feder implizierte Federkraft k minimal. Bei einer Auslenkung des Führungsteils 20 in Richtung der zweiten Sperrposition S2 steigt die Federkraft k proportional mit der Auslenkung d des Führungsteils 20 aus der ersten Sperrposition S1, d.h. mit dem Abstand zwischen der ersten Sperrposition S1 und dem Führungsteil 20. Mit steigender Auslenkung d ist die Feder immer stärker bestrebt, das Führungsteil 20 in Richtung der ersten Sperrposition S1 auszulenken.
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Die durch die durchgezogenen Linien dargestellten Zusammenhänge stelle jeweils den Zusammenhang von der auf das Führungsteil 20 wirkenden Kraft F in Abhängigkeit von der Auslenkung d des Führungsteils 20 gemäß der Erfindung dar, wobei das Doppelrückschlagventil 100 für die Darstellung der Kurve einer ersten magnetisch wirkenden Kraft M1 eine erfindungsgemäße Magnetanordnung aufweist, die eine attraktiv wirkende magnetische Kraft Richtung der ersten Sperrposition S1 bewirkt, und wobei das Doppelrückschlagventil 100 für die Darstellung der Kurve einer zweiten magnetischen wirkenden Kraft M2 eine erfindungsgemäße Magnetanordnung aufweist, die eine attraktiv wirkende magnetische Kraft Richtung der zweiten Sperrposition S2 bewirkt. In der ersten Sperrposition S1 und in der zweiten Sperrposition S2 ist die erste magnetisch wirkende Kraft M1 beziehungsweise die zweite magnetisch wirkende Kraft M2 maximal. Die Sperrpositionen S1, S2 sind somit stabilisiert und die Zwischenposition Z ist destabilisiert. Bei einer Auslenkung des Führungsteils 20 in Richtung der zweiten Sperrposition S2 sinkt die erste magnetische Kraft M1 mit der Auslenkung d des Führungsteils 20 aus der ersten Sperrposition S1 und die zweite magnetische Kraft M2 steigt mit der Auslenkung d des Führungsteils 20 aus der ersten Sperrposition S1. In der Zwischenposition Z kompensieren sich magnetisch wirkenden Kräfte M1, M2. Bei einer nur minimalen Auslenkung d des Führungsteils 20 aus der Zwischenposition Z überwiegt eine der magnetisch wirkenden Kräfte M1, M2 und das Führungsteil 20 wird entsprechend aus der Zwischenposition Z weiter ausgelenkt.
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Die gepunktete Linie stellt den Zusammenhang von der auf das Führungsteil 20 wirkenden Kraft F, hier einer repulsiv wirkenden magnetischen Kraft MR, in Abhängigkeit von der Auslenkung d des Führungsteils 20 gemäß der Ausführungsform nach 2 dar. In dieser Ausführungsform ist die Kraftwirkung in der Zwischenposition Z maximal und sinkt zu beiden Sperrpositionen S1, S2 hin ab mit einem Verlauf einer Glockenkurve.
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7 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 120a, insbesondere Nutzfahrzeugs 120b, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Das Fahrzeug 120a, insbesondere Nutzfahrzeug 120b, umfasst eine pneumatische Bremsvorrichtung 110. Die pneumatische Bremsvorrichtung 110 umfasst ein Doppelrückschlagventil 100 wie mit Bezug zu 1 bis 6 beschrieben.
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Die Bremsvorrichtung 110 ist dabei eine beliebige pneumatische Bremsvorrichtung 110, welche das Doppelrückschlagventil 100 als logischen Bestandteil und/oder Doppeleingabetrenner (dual input separator) umfasst.
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Bezugszeichenliste (Teil der Beschreibung)
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- 10
- Hülse
- 11
- erste Eingangsöffnung
- 12
- zweite Eingangsöffnung
- 13
- Ausgangsöffnung
- 14
- Wandung
- 15
- Raum
- 20
- Führungsteil
- 30
- Permanentmagnet des Führungsteils
- 31
- Permanentmagnet
- 32
- Permanentmagnet
- 33
- Permanentmagnet
- 34
- Elektromagnet
- 35
- Ringmagnet
- 41
- ersten Anziehungselement
- 42
- zweites Anziehungselement
- 100
- Doppelrückschlagventil
- 110
- Pneumatische Bremsvorrichtung
- 120a
- Fahrzeug
- 120b
- Nutzfahrzeug
- d
- Auslenkung
- F
- Kraft
- k
- Federkraft (Stand der Technik)
- M1
- erste magnetisch wirkende Kraft
- M2
- zweite magnetisch wirkende Kraft
- MR
- repulsive magnetisch wirkende Kraft
- L
- Längsachse
- p1
- erster Pol
- p2
- zweiter Pol
- S1
- erste Sperrposition
- S2
- zweite Sperrposition
- Z
- Zwischenposition
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017006545 A1 [0004]
