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Steuereinrichtung mit zwei Einzelventilen Die Erfindung betrifft eine
Steuereinrichtung mit zwei Einzelventilen zur Versorgung zweier Verbraucher mit
unterschiedlichen Drücken auf einer einzigen Druckmittelquelle.
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Bei bekannten Anordnungen zur Versorgung von Verbrauchern mit verschiedenen
Drücken ist jedem Verbraucher jeweils eine Druckmittelquelle zugeordnet, deren Druck
über jeweils eines der Einzelventile getrennt vom Druck der anderen Druckmittelquelle
dem jeweiligen Verbraucher zugeleitet wird. Der hierfür erforderliche Aufwand ist
insbesondere bei der Verwendung einer derartigen Steuereinrichtung in Fahrzeugen
nachteilig, weswegen der Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, zwei Verbraucher
auch dann mit verschiedenen Drücken versorgen zu können, wenn nur eine einzige Druckmittelquelle
vorgesehen ist.
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Es wurde auch schon ein Doppelsteuerventil für zwei einfach wirkende
Druckmittelverbraucher zur Versorgung mit Druckmittel aus je einer zugehörigen Druckmittelquelle
vorgeschlagen, das je ein in Schließrichtung federbelastetes Verschlußstück aufweist,
das durch einen zugehörigen Stößel geöffnet wird, mit gleichachsiger und konzentrischer
Anordnung der Ventilsitze, der Verschlußstücke und der Stößel, mit Betätigung des
zweiten Stößels zum öffnen des zweiten Verschlußstücks durch das auf ein mit dem
zweiten Stößel verbundenes Antriebsmittel nach öffnen des ersten Verschlußstücks
entgegen einer Federkraft einwirkende Druckmittel und einem mit dem ersten Stößel
verbundenen Rückwirkungskolben, wobei mit dem zweiten Stößel ein konzentrisch zum
Rückwirkungskolben angeordneter äußerer Hohlkolben als Antriebsmittel vorgesehen
ist, der durch eine innere Leitung des ersten Stößels in Öffnungsrichtung des zweiten
Verschlußstücks druckbeaufschlagbar ist, wobei vor der Stirnseite des Hohlkolbens
ein Druckraum besteht, der wahlweise mit der Druckseite des zweiten Verschlußstücks
oder der Atmosphäre verbunden ist.
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Im Gegensatz dazu wird die eingangs genannte Aufgabe erfindungsgemäß
durch einen schwimmenden Kolben gelöst, der das erste Einzelventil trägt und auf
seiner dem ersten Druckmittelverbraucher zugewandten Stirnseite eine größere Druckfläche
und auf seiner dem zweiten Einzelventil und dem zweiten Verbraucher zugewandten
Seite eine kleinere Druckfläche trägt und der einen inneren Kanal zur Verbindung
der Druckmittelquelle mit dem ersten Einzelventil hat.
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Mit dieser Anordnung ist es möglich, dem ersten Einzelventil direkt
und dem zweiten Einzelventil durch den inneren Kanal das Druckmittel einer einzigen
Druckmittelquelle zuzuleiten, so daß nach öffnen beider Einzelventile beiden Seiten
des schwimmenden Kolbens das Druckmittel zugeführt wird. Da die dem ersten Verbraucher
zugewandte Stirnseite eine größere Druckfläche als die gegenüberliegende Stirnseite
des schwimmenden Kolbens hat, ist die auf die größere Druckfläche wirkende Kraft
zur Erhaltung des Gleichgewichtszustandes kleiner als die auf die kleinere Stirnfläche
wirkende Kraft, so daß dem ersten Verbraucher ein geringerer Druck, dem zweiten
Verbraucher aber ein größerer Druck zugeführt wird.
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flach einem weiteren älteren Vorschlag ist eine Steuereinrichtung
mit zwei gleichachsig angeordneten, unter Federdruck in Schließstellung gehaltenen
Einzelventilen zur Steuerung je eines Druckmittelverbrauchers mit Druckmittel aus
je einer Quelle, mit einem die Betätigungskraft auf das zweite Einzelventil übertragenden
schwimmenden Kolben dadurch gekennzeichnet, daß der schwimmende Kolben auf seiner
der Betätigung zugekehrten Stirnfläche eine erste, mit dem ersten Verbraucher verbundene
Druckfläche hat, auf seiner dem zweiten Einzelventil zugekehrten Stirnfläche eine
zweite, mit dem zweiten Verbraucher verbundene Druckfläche und dazwischen eine dritte,
der zweiten Druckfläche gleichgerichtete Druckfläche besitzt, wobei die Summe der
zweiten und dritten Druckfläche der ersten Druckfläche entspricht und die dritte
Druckfläche wahlweise entweder mit der zweiten Druckfläche oder der Atmosphäre verbindbar
ist.
Dadurch soll die Aufgabe gelöst werden, zwei bestimmte Druckverhältnisse
für zwei Verbraucher im Betrieb einstellbar zu machen.
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Zur Änderung der Druckverhältnisse zwischen beiden Verbrauchern kann
eine der kleineren Druckfläche gleichgerichtete dritte Druckfläche am schwimmenden
Kolben vorgesehen sein, die der kleineren Druckfläche zuschaltbar ist. Zweckmäßigerweise
ist die dritte Druckfläche einer gesonderten Ringkammer zugewandt, die wahlweise
an eine mit dem Auslaß zum zweiten Verbraucher versehene Kammer anschließbar ist.
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Zur Erhaltung des jeweiligen Gleichgewichtszustandes kann der schwimmende
Kolben beidseitig von Rückstellfedern beaufschlagt sein, von denen sich eine am
Gehäuse und die andere gegen einen Betätigungskolben abstützt.
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Schließlich ist es möglich, daß der schwimmende Kolben beide Einzelventile
verschieblich trägt und einen zweiten inneren Kanal zur Verbindung des zweiten Einzelventils
mit der Druckmittelquelle aufweist.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen
in der Zeichnung näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt im Schnitt die erfindungsgemäße Steuereinrichtung mit
schematisch angedeuteten Betätigungsteilen; F i g. 2 ist eine andere Ausführungsform
der Steuereinrichtung nach F i g. 1.
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F i g. 1 zeigt im Schnitt die erfindungsgemäße Steuereinrichtung,
wobei die einzelnen Betätigungsorgane schematisch angedeutet sind. Das von einem
Kompressor 2 kommende Druckmittel wird über einen Behälter 5 einem Einlaß 25 der
Steuereinrichtung zugeführt, wobei es über ein zweites, als verschiebliche Hülse
ausgebildetes Einzelventil 34 und eine Kammer 45 einem Auslaß 26 und von dort einem
Verbraucher 7, beispielsweise in Form einer Bremskammer, mit einem entsprechenden
Gestänge 11 zugeführt wird.
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Im Gehäuse 18 der Steuereinrichtung ist ein schwimmender Kolben 40
vorgesehen, welcher ein zweites Einzelventil 60 zusammen mit seinem Ventilsitz
59 enthält und einen Kanal 65 hat, der von der Kammer 45 zur Dichtfläche des ersten
Einzelventils 60 führt. Jenseits des ersten Einzelventils befindet sich eine Kammer
47 mit einem weiteren, zu einem ersten Verbraucher 6 mit einem Gestänge 10 führenden
Auslaß 27. In der Kammer 47 ist ein Betätigungskolben 43 verschieblich
angeordnet mit einer Betätigungsplatte 72, die über eine Druckfeder 71 auf den Kolben
43 wirkt. Der Kolben 40 ist mit einem durchbohrten Stutzen 66 zur Betätigung des
ersten Einzelventils 60 versehen. In entsprechender Weise hat der schwimmende Kolben
40 einen Stutzen 51 zur Betätigung des zweiten Einzelventils 34 und zum Abheben
von dessen Dichtfläche vom zugehörigen Sitz 24 gegen die Kraft einer Rückstellfeder
39. Die Rückstellfeder des ersten Einzelventils 60 ist mit 64 bezeichnet.
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Weiter sind Rückstellfedern 68 zwischen dem Betätigungskolben 43 und
dem schwimmenden Kolben 40 und 53 für den schwimmenden Kolben
40 vorgesehen. Durch die hülsenartige Ausbildung der Einzelventile und die
Bohrungen in den Stutzen der Kolben ist ein sich über die gesamte Einrichtungslänge
erstreckender Auslaßkanal gebildet. Im Gehäuse 18 ist außerdem eine ringförmige
Steuerkammer 49 mit einem Einlaß 29 vorgesehen, in welcher sich die Rückstellfeder
53 für den Kolben 60 befindet. Die Einschlüsse 28 und 29 sind über eine Leitung
12 über ein Mehrwegeventil 13 miteinander verbunden, wobei in der in F i g. 1 dargestellten
Stellung das Mehrwegeventil die Ringkammer 49 mit der Atmosphäre verbindet. Bei
einer Drehung des Verschlußstückes des Mehrwegeventils in Richtung des angedeuteten
Pfeiles um 180° sind die beiden Anschlüsse 29 und 28 miteinander verbunden, so daß
der Druck in der Kammer 45 sich in die Ringkammer 49 fortpflanzt.
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Der schwimmende Kolben 60 hat somit eine dem ersten Verbraucher zugewandte
größere Druckfläche A2 und eine dem zweiten Verbraucher 7 zugewandte kleinere Druckfläche
A1 und eine gleichgerichtete dritte Druckfläche A3, die der Fläche Al zugeschaltet
werden kann.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Durch
Betätigung der Platte 72 wird über die Feder 71 der Kolben 43 nach unten geschoben
und nimmt den schwimmenden Kolben 40 mit, so daß die Stutzen 66 und 51 auf die Dichtflächen
der Ventile 60 und 34 treffen und diese schließlich öffnen. Bei abgeschalteter Ringkammer
49 strömt jetzt das Druckmittel über den Einlaß 25 und das geöffnete Ventil 34 in
die Kammer 45 und dort über den Kanal 65 in die Kammer 47 und zum Auslaß
27. Damit ist der Kolben 40
beidseitig vom Druckmitteldruck beaufschlagt,
und da die Fläche Al kleiner als die Fläche A2 ist und sich der Kolben 40
im Gleichgewicht befinden muß; ist die auf die Fläche Al ausgeübte Kraft größer
als die auf die Fläche A2 wirkende Kraft. Mithin wird dem Verbraucher 6 ein größerer
Druck als dem Verbraucher 7 zugeführt.
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Bei einer Zuschaltung der Ringkammer 49 und damit der Fläche A3 durch
Drehung des Verschlußstückes des Mehrwegeventils 13 um 180° kann die Summe
der Flächen A1 und A3 der Fläche A2 entsprechen, so daß beiden Verbrauchern 6 und
7 der gleiche Druck zugeführt wird.
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Durch die Anordnung des schwimmenden Kolbens 40 zwischen den beiden
gleichen Rückstellfedern 68 und 53 wird die Erreichung des jeweiligen Gleichgewichtszustandes
ermöglicht.
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Bei der Anordnung nach F i g. 2 sind beide Einzelventile 130 und 130
a in dem schwimmenden Kolben 112 untergebracht, wobei sich ihre Rüekstellfedern
133 und 133 a in entsprechenden zylindrischen Ausnehmungen 126 und 126 a gegenläufig
gegen den Kolben 112 abstützen. Die entsprechenden Ventilsitze 59 und
128 a befinden sich an mit Sprengring festgehaltenen Einsätzen 124 und 124
a. Beide Einzelventile sind in eine gemeinsame Zylinderbohrung 121 unter Zwischenschaltung
von Dichtungen eingesetzt.
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Der Einlaß 25, der zu den beiden Einzelventilen führt, mündet hier
in eine Ringkammer 120, von welcher zwei zu den Einzelventilen führende Kanäle 127
und 127 a abzweigen. Die Rückstellfedern 68 und 53 liegen wieder gegenläufig
beidseitig des Kolbens 112.
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Zur Betätigung des zweiten Einzelventils 130 a ist am Gehäuse 101
ein Stutzen 104 vorgesehen, dessen Ringfläche 105 auf die Dichtfläche des zweiten
Einzelventils 130 a trifft und der zusammen mit den hohlen Einzelventilen einen
Auslaßkanal 106 bildet. Eine dem zweiten Einzelventil 130 a nachgeschaltete Kammer
114
ist mit dem Auslaß 26 verbunden und hat außerdem den Anschluß 28, der zum Anschluß
29 über das Mehrwegeventil 13 (F i g. 1) mit der die Kolbenfläche A, enthaltenden
Ringkammer 146 führt. Die Anordnung des Betätigungskolbens 43 mit der zugehörigen
Kammer 47 entspricht derjenigen nach Fig. 1.
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Auch die Wirkungsweise dieser Anordnung hinsichtlich der Betätigung
und der Wirkung der Flächen A1 bis All, entspricht der Anordnung nach F i
g.1, wobei bei Abwärtsbewegung des Kolbens 112 der gehäusefeste Stutzen 104 auf
das Einzelventil 130a trifft und dieses öffnet. gleichgerichtete dritte Druckfläche
(A3) am schwimmenden Kolben (60, 112), die der kleineren Druckfläche (A1) zuschaltbar
ist.
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3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte
Druckfläche (A3) einer gesonderten Ringkammer (49, 146) zugewandt ist, die wahlweise
an eine mit dem Auslaß (26) zum zweiten Verbraucher (7) versehene Kammer (45, 114)
anschließbar ist.
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4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der schwimmende Kolben (60, 112) beidseitig von Rückstellfedern (68, 53) beaufschlagt
ist, von denen sich eine am Gehäuse (18, 101) und die andere gegen einen
Betätigungskolben (43) abstützt.
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5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der schwimmende Kolben (112) beide Einzelventile (130, 130 a) verschieblich
trägt und einen zweiten inneren Kanal (127 a) zur Verbindung
des zweiten Einzelventils (130 a) mit der Druckmittelquelle (2, 5) aufweist (F i
g. 2).