DE1245240B - Ventil zur Steuerung der Verbindung zwischen drei Druckkammern - Google Patents

Ventil zur Steuerung der Verbindung zwischen drei Druckkammern

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DE1245240B
DE1245240B DEB77319A DEB0077319A DE1245240B DE 1245240 B DE1245240 B DE 1245240B DE B77319 A DEB77319 A DE B77319A DE B0077319 A DEB0077319 A DE B0077319A DE 1245240 B DE1245240 B DE 1245240B
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DEB77319A
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Robert Russell Hager
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Bendix Corp
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Bendix Corp
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Description

DEUTSCHES Äfi^lSS PATENTAMT
Deutsche KI.: 47 g - 29
AUSLEGES GHRIFT
Nummer: 1 245 240
Aktenzeichen: B 77319 XII/47 g
\ 245 240 Anmeldetag: 19. Juni 1964
Auslegetag: 20. Juli 1967
Die Erfindung betrifft ein Ventil zur Steuerung der Verbindung zwischen drei Druckkammern, welches in drei Betriebsstellungen einstellbar ist und in der ersten Betriebsstellung die erste und zweite Druckkammer miteinander verbindet, während die Verbindung zwischen diesen Druckkammern und der dritten Druckkammer gesperrt ist, in der zweiten Betriebsstellung die Verbindung zwischen allen Druckkammern sperrt und in der dritten Stellung die Verbindung zwischen der ersten und der dritten Druckkammer freigibt, während die zweite Druckkammer von den anderen Druckkammern abgetrennt ist.
Derartige bekannte Ventile haben aber Dichtreibung zwischen dem Ventilgehäuse und dem Dichtungsträger, weshalb die Ansprechgeschwindigkeit dieser Ventile z. B. für Servomotoren zu gering ist.
Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, Ventile dieser Art mit verminderten Ansprechzeiten und erhöhter Ansprechempfindlichkeit zu entwickeln.
Erfindungsgemäß ist dies bei einem Ventil der eingangs geschilderten Art dadurch gelöst, daß ein axial verschieblicher und mit radialem Spiel im Ventilgehäuse gelagerter zylindrischer Dichtungsträger mit einer ersten ringförmigen Dichtung, die mit einem am Ventilgehäuse angeordneten, ringförmigen Ventilsitz dichtend zusammenwirkt, und einer zweiten ringförmigen Dichtung, welche mit einem zweiten ringförmigen Ventilsitz dichtend zusammenwirkt, der auf einem zweiten axial verschieblich und mit radialem Spiel im Ventilgehäuse gelagerten zylindrischen Dichtungsträger angeordnet ist, welcher bei seiner Bewegung den ersten
Dichtungsträger betätigt bzw. freigibt und ferner 35 Gehäuses hin beaufschlagt. An dem Gehäuse 20 ist dadurch gekennzeichnet ist, daß die Dichtungsträger beispielsweise durch Schrauben 30 ein fester Gußteil im Ventilgehäuse mittels Membranen, welche sich 32 befestigt. Dieser hat eine abgestufte Bohrung 34 zwischen dem Ventilgehäuse und dem Dichtungs- und eine Ventilbohrung 36. Ein Dichtungsring 38 träger erstrecken, aufgehängt und durch Federn in dichtet die Verbindung des Gehäuses 20 mit der axialer Richtung gegeneinander vorgespannt sind, 40 Einheit 32 ab; die abgestufte Bohrung 34 fluchtet mit vorgesehen ist. Als Fortschritt ergibt sich, daß der der Mittellinie des Gehäuses 20, und eine Schub-Dichtungsträger im Ventilgehäuse, der durch sich stange 40, welche beispielsweise durch die Stiitzzwischen dem Ventilgehäuse und dem Dichtungs- platten 42 und 44 zwischen den Muttern 46 und 48 träger erstreckenden Membranen geführt ist, keiner- mit der Membran 22 verbunden ist, steht in die Iei Reibungseinflüssen unterliegt und deshalb sehr 45 Bohrung 34 hinein vor und wird durch eine Buchse geringe Ansprechzeiten und damit verbunden hohe 50 darin ausgerichtet, welche im hinteren Ende der Ansprechempfindlichkeit hat. Bohrung 34 durch einen Schnappring 52 gehalten
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus wird. Die Buchse 50 ist mit einer ringförmigen den Unteransprüchen. Dichtung 54 versehen. Im Bereich des vorderen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung geht aus 50 Endes der Buchse 50 ist ein Becher 56 gebildet, um der Beschreibung in VerbindungmitdenZeichnungen eine Doppellippendichtung 58 aufzunehmen, deren hervor. Es zeigt Lippen durch einen Halter 60 auseinandergespreizt
709 617/285
Ventil zur Steuerung der Verbindung zwischen drei Druckkammern
Anmelder:
The Bendix Corporation,
South Bend, Ind. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.4ng. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41
Als Erfinder benannt:
Robert Russell Hager, South Bend, Ind. (V. St. A.) Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 21. Juni 1963 (289 486) - -
F i g. 1 einen Querschnitt eines Servomotors, in welchem das Ventil benutzt werden kann,
F i g. 2, 3 und 4 auseinandergezogene Darstellungen des in F i g. 1 gezeigten Ventils im Schnitt, und zwar in drei verschiedenen Stellungen.
F i g. 1 zeigt ein Ventil 10, eingebaut in eine Kraftbremseinheit 12.
Die Kraftbremseinheit hat ein zweiteiliges Gehäuse 20, welches innen durch eine Membran 22 geteilt ist, so daß eine Steuerkammer 24 und eine Kammer 26 mit konstantem Druck vorhanden sind, wobei eine Feder 28 die Membran zum rückwärtigen Teil des
sind, um den Becher 56 und die Schubstange 40 dichtend zu erfassen.
Die Schubstange endigt in einem Ventil 62 innerhalb einer Aufnahmekammer 64 eines Druckverstärkungskolbens 66, der durch eine Schlupfverbindung mittels eines Stifts 68 mit der Stange 40 verbunden ist. Der Kolben ist mit einer mittleren Bohrung 70 versehen, so daß gemäß der Darstellung, wenn die Stange 40 keine Bewegung des Kolbens 66 erzwingt, die Kolbenbohrung eine Verbindung zwischen einer Aufladekammer 72 und einer Druckerzeugungsvorrichtung (nicht gezeigt) über einen ringförmigen Kanal 74 und eine Öffnung 76 ermöglicht. Die Kammer 72 endet in einer Auslaßöffnung 78, die durch ein Restdruckrückschlagventil 80 gesteuert wird. Im Bereich desselben ist die Einheit 32 mit einer Lüftungsöffnung 82 und einem Reaktionskanal 84 versehen, der zu einer Reaktionskammer 86 führt, welche sich in das vordere Ende der Ventilbohrung 36 hineinerstreckt.
Innerhalb der Ventilbohrung 36 ist ein Steuerventil zwischen der Bohrungsendwand 88 und einem Stopfen 90 eingeklemmt. Der Stopfen wird durch eine Schraube 92, die in eine Nut 94 eintritt, in seiner Stellung gehalten. Der Stopfen ist mit Ringdichtungen 96 auf jeder Seite des dort hindurchführenden Kanals 98 versehen, und dieser Kanal 98 stellt eine Verbindung mit dem senkrecht dazu verlaufenden Kanal 18 her, welcher in einen Hohlraum 102 im Stopfen 90 endet. Der Hohlraum 102 ist mit einer Scheibe 104 ausgefüllt, die nicht nur eine Dichtung, sondern auch einen kraftleitenden Körper bildet.
Das Ventil 10 ist mit der Steuerstange 14 versehen, die durch ein Endstück 108 geführt ist, das sich an der Scheibe 104 abstützt. Das Endstück 108 dient zur Haltung des Umfangs der Scheibe, während es ein mittleres Ausstoßen der Scheibe gestattet, um die Steuerstange 14 zu betätigen. Das Steuerventilgehäuse umfaßt einen zylindrischen Mantel 110 und ein gegenüberliegendes Endstück 112. Beim Zusammenfügen der Endstücke 108 und 112 mit dem Mantel 110 werden zwei Membranen 114 und 116 zwischengelegt, die mit gleicher Fläche ausgebildet sind, und im Anschluß werden die Enden des Mantels über den Endstücken durch Bördeln bei 118 verbunden. Das Endstück 112 ist mit einem Hohlraum versehen, in welchem eine Scheibe 120 angeordnet ist, die hinsichtlich der Ausführung und Funktion ähnlich der Scheibe 104 ist. Die Scheibe 120 wird infolgedessen, da das Endstück 112 gegen die Wand 88 der Bohrung 36 gehalten wird, in diesem Hohlraum gehalten, so daß der Reaktionshohlraum sich über einen Bereich der Scheibe öffnen kann.
Innerhalb des Ventilgehäuses ist durch die Membran 114 und 116 je ein Dichtungsträger 122 bzw. 124 angeordnet, so daß zwei Dichtungen 126 und 128 sich über einen Ringventilsitz 130 erstrecken, der von dem zylindrischen Mantel 110 zwischen den radialen Öffnungen 132 und 134 herabhängt, welche die ringförmigen Nuten 136 bzw. 138 mit der Kammer 140 zwischen den Membranen 114 und 116 verbinden. Die Steuerstange hat einen kleineren Querschnitt als die öffnung durch den Dichtungsträger 124, um eine Verbindung von der öffnung 142 in dem Gehäuse 32 mit den Endkammern 144 und 146 zu ermöglichen (über einen Kanal 148 durch den Dichtungsträger 122 zu der Kammer 144). Zwei Federn 150 und 152 drücken den Sitz und den
Dichtungsträger zusammen in die normale nicht betätigte Stellung, wodurch die Verbindung zwischen der Öffnung 142 und der Kammer 140 abgeschlossen ist. Es ist auch möglich, die Membranen 114 und 116 derart zu formen, daß die Kräfte darin derart wirken, daß nur eine leichte Ventilrückholfeder erforderlich ist.
Die Membranen 114 und 116 sind mit mittleren Öffnungen kleineren Durchmessers als die aufnehmenden Nuten der Dichtungsträger 122 und 124 versehen.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, endet die Steuerstange 14 in einem Reaktionsstauchkolben 154, der innerhalb einer öffnung 157 in den Endstück 112 wirksam ist, in welche die Scheibe 120 beim Druckaufbau in den Kammern 72 und 86 hineingestoßen wird, um der Bewegung der Stange 106 direkt proportional zu dem in der Kammer 72 entwickelten Bremsdruck entgegenzuwirken. Dieser wird in der Form eines Gegendrucks zurückgesendet, in dem die öffnung 76 über die Kanäle 74, 98 und 18 mit der Scheibe 104 verbunden ist.
In dem Gehäuse 32 ist eine Steuerdrucköffnung 156 vorgesehen, welche zu einem inneren Durchgang 158 führt, der mit der Ventilbohrung 36 im Bereich der ringförmigen Nut 138 und mit der äußeren Leitung 160 verbunden ist, die diese Öffnung 156 mit der Kammer 26 konstanten Drucks des Servomotors 12 in Verbindung bringt. Eine weitere Leitung 162 ist mit einer Öffnung 164 verbunden, die im Gehäuse 32 nach außen führt, und zwar von der Bohrung 34 im Bereich der ringförmigen Nut 136 des Ventils, und diese Leitung verbindet die öffnung 164 mit der Steuerkammer 24 des Servomotors.
Betriebsweise
Im Betrieb sendet die Druckerzeugungsvorrichtung, z. B. ein Hauptzylinder eines Kraftfahrzeugs, ein Druckmittel zu der Öffnung 76 in den Kanal 74 hinein und zu der Aufnahmekammer 64 des Kolbens 66 und zu den Kanälen 98 und 18, um der Scheibe 104 entgegenzuwirken. Dieses Druckmittel folgt dem Weg des geringsten Widerstands und drückt die Scheibe 104 nach außen, um die Steuerstange 14 zu betätigen.
Die normalerweise nicht erregte Stellung des Ventils 10 ist in den F i g. 1 und 2 gezeigt. Wenn die Stange 14 bewegt wird, um den Dichtungsträger 122 nach vorn zu führen, wird ein Zusammendrücken der Feder 150 verursacht. Dann folgt der Dichtungsträger 124 dem Dichtungsträger 122, bis die Dichtung 126 gegen den festen Sitz 130 anschlägt, wie es in der F i g. 3 gezeigt ist. Ein weiterer Druck auf die Scheibe 104 veranlaßt den Dichtungsträger 122, sich von der Dichtung 128 fortzubewegen, was den Kanal 148 zur Kammer 140 öffnet, während der Kanal 134 von der Kammer 140 abgeschlossen ist. Somit wird von der öffnung 142 (s. F i g. 1) ein anderer Druck zur Steuerkammer 24 geführt. Wenn beispielsweise der zu der Öffnung 156 hingeführte Druck ein Unterdruck ist, dann ist die Öffnung 142 zur Atmosphäre geöffnet. Daher ist, nachdem die Dichtung 126 sich einmal in die Schließstellung auf dem Sitz 130 bewegt hat, die Unterdruckverbindung von der Kammer 24 abgeschlossen. Danach wird, wenn der Dichtungsträger 122 von der Dichtung 128 entfernt ist, der atmosphärische Druck in die Kammer 24 eingelassen, was zur Folge hat, daß die Membran die

Claims (3)

Schubstange 40 betätigt und das Ventil 62 über die Bohrung 70 zum Anschluß bringt und dann den Kolben 66 bewegt, bis der Reaktionsdruck in der Kammer 86 einen ausreichenden Wert erreicht, um wieder den Dichtungsträger 122 auf der Dichtung 128 zu schließen, wie es in der F i g. 3 gezeigt ist. Nach der Darstellung in den Fig. 2, 3 und 4 zeigen die Membranmittellinien und die Sitzmittellinien eine größere Membranfläche gegenüber der Sitzfläche, obgleich die Membranen unter sich von gleicher Fläche sind. Das bedeutet, daß ein Druckausgleich hergestellt ist. Durch Erhöhung der Wirkfläche der Membran 116 kann eine Druckunterstützung in dem Betrieb des Ventils erzielt werden. Außerdem ist gemäß der Darstellung in Fig. 1 die Länge des Reaktionsstauchkolbens geringer als die öffnung 156, um eine anfängliche Ventilbewegung zu ermöglichen, ohne der Scheibe 120 entgegenzuwirken. Somit braucht der Fahrer beim Betrieb des Ventils in der in F i g. 1 gezeigten Art nur die Feder 150 zu überwinden. Patentansprüche:
1. Ventil zur Steuerung der Verbindung zwischen drei Druckkammern, welches in drei Betriebsstellungen einstellbar ist und in der ersten Betriebsstellung die erste und zweite Druckkammer miteinander verbindet, während die Verbindung zwischen diesen Druckkammern und der dritten Druckkammer gesperrt ist, in der zweiten Betriebsstellung die Verbindungen zwischen allen Druckkammern sperrt und in der dritten Stellung die Verbindung zwischen der ersten und dritten Druckkammer freigibt, während die zweite Druckkammer von den anderen Druckkammern abgetrennt ist, gekennzeichnet durch einen axial verschieblichen und mit radialem Spiel im Ventilgehäuse gelagerten
zylindrischen Dichtungsträger (124) mit einer ersten ringförmigen Dichtung (126), die mit einem am Ventilgehäuse angeordneten, ringförmigen Ventilsitz (130) dichtend zusammenwirkt, und einer zweiten ringförmigen Dichtung (128), welche mit einem zweiten ringförmigen Ventilsitz dichtend zusammenwirkt, der auf einem zweiten axial verschieblich und mit radialem Spiel im Ventilgehäuse gelagerten zylindrischen Dichtungsträger (122) angeordnet ist, welcher bei seiner Bewegung den ersten Dichtungsträger (124) betätigt bzw. freigibt und dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsträger (122,124) im Ventilgehäuse mittels Membranen (114, 116), welche sich zwischen dem Ventilgehäuse und den Dichtungsträgern erstrecken, aufgehängt und durch Federn (150, 152) in axialer Richtung gegeneinander vorgespannt sind.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Membranen (114, 116) druckbeaufschlagte Flächen haben, die zu den Flächen der Ventilsitze in einem solchen Verhältnis stehen, daß dadurch der Ventilbetrieb erleichtert wird.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsträger (122, 124) mit ringförmigen Hohlkehlen versehen sind, und diese Hohlkehlen mit zentrischen Öffnungen in den Membranen (114,116) im Eingriff stehen und die Durchmesser der Membranöffnung kleiner sind als die Durchmesser der Hohlkehlen.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 600 738, 970 609;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 168 196;
schweizerische Patentschrift Nr. 164 923;
französische Patentschrift Nr. 1268 276;
USA.-Patentschrift Nr. 2 536 461.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 617/283 7.67 © Bundesdruckerei Berlin
DEB77319A 1963-06-21 1964-06-19 Ventil zur Steuerung der Verbindung zwischen drei Druckkammern Pending DE1245240B (de)

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