DE19630261A1 - Überströmventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Überströmventil, insbesondere für Mehrkreis-Schutzventile in Druckluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Solche Überströmventile dienen bei Mehrkreis- Druckluftbremsanlagen als Sicherheitseinrichtung zu dem Zweck, daß bei Ausfall eines Bremskreises der oder die intakten Bremskreise funktionsfähig bleiben. In der Ausbildung als Überströmventile ohne Rückströmung ermöglichen sie zusätzlich die bevorrechtigte Versorgung der Haupt- oder Betriebsbremskreise gegenüber dem Feststellbremskreis oder Anhängerbremskreis oder sonstige Nebenverbrauchern und in der Ausbildung als Überströmventile mit voller Rückströmung werden sie zum Entlüften des Feststellbremskreises verwendet, um sicherzustellen, daß bei Ausfall der Hauptbremskreise oder Druckluftversorgungseinrichtung das Fahrzeug durch Entlüften des Feststellbremskreises festgebremst wird. Die Überströmventile für die einzelnen Druckluftverbraucherkreise werden üblicherweise zu einem sog. Mehrkreis-Schutzventil zusammengefaßt.

Bei einem bekannten Überströmventil ohne Rückströmung (DE 31 32 745 C2) ist das Ventilglied von einem Schaltkolben gebildet, der mit einer den Schaltkolben stirnseitig überdeckenden elastischen Auflageschicht auf dem gehäusefesten Ventilsitz aufsitzt. Der im Ventilgehäuse axial verschieblich geführte Schaltkolben ist mittels einer im Schaltkolben angeordneten, sich gehäuseseitig abstützende Druckfeder in Schließstellung des Überströmventils vorgespannt, wobei die Spannung der Druckfeder mittels einer Schraube einstellbar ist. Der im Ventilglied integrierte Bypass wird durch zwei miteinander verbundene im Schaltkolben verlaufende Bohrungen in Auflageschicht realisiert, die einerseits zentral in der Auflage zum Drucklufteinlaß hin und andererseits radial im Schaltkörper zu einer von Schaltkolben und Gehäuse begrenzten Ringkammer hin münden. Die Ringkammer steht mit dem Druckluftauslaß in Verbindung. Das Rückschlagventil wird von einer an der elastischen Auflageschicht ausgebildeten Dichtlippe gebildet, die sich in der Ringkammer gegen die Bohrungsmündung unter leichter Vorspannung anlegt.

Beim Füllen der Druckluftanlage strömt Druckluft über den Bypass vor das Rückschlagventil, das sich bei etwa 0,5 bar öffnet. Das kontinuierliche Nachströmen läßt den Druck soweit ansteigen, bis sich in dem Bremskreis, und damit in der Ringkammer, ein so großer Luftdruck aufbaut, der entsprechend der Flächendifferenz (Außendurchmesser des Schaltkörpers minus Durchmesser des Ventilsitzes) bewirkt, daß der durch die Federeinstellung vorgegebene Öffnungsdruck des Überströmventils abfällt. Dadurch ist es möglich, auch bei infolge eines Defekts in einem anderen Bremskreis sinkendem Versorgungsdruck der Druckversorgungseinrichtung das Überströmventil des intakten Bremskreises offen zu halten und mit Druckluft zu versorgen. Sinkt der Druck in der Druckluftversorgungseinrichtung extrem ab, so schließt das Überströmventil. Eine Rückströmung aus dem Bremskreis zu der Druckluftversorgungseinrichtung ist wegen des Rückschlagventils nicht möglich.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Ventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß das Überströmventil wesentlich kostengünstiger zu fertigen ist. Entscheidend für den Kostenvorteil ist auch, daß durch den separaten Ventilkörper und dessen Ausbildung das Überströmventil ohne konstruktive Änderung sowohl als Überströmventil ohne Rückströmung als auch als Überströmventil mit voller Rückströmung verwendet werden kann, wozu bei der Montage lediglich der Ventilkörper um 180° gedreht in die Durchgangsöffnung im Ventilglied eingesetzt werden muß. Damit kann das Überströmventil in wesentlich höheren Stückzahlen gefertigt werden. Außerdem müssen nicht mehr zwei konstruktiv unterschiedliche Bauarten an Überströmventilen bevorratet werden, sondern nur noch ein einziger Ventiltyp, der je nach Bedarf mit und ohne Rückströmung ausgerüstet werden kann. Zusätzlich kann nur mit Änderungen am elastischen Ventilkörper, und nicht auch am übrigen Ventilgehäuse oder Ventilglied, der Drosselquerschnitt der Drosselstelle in einfacher Weise verändert und damit an individuelle Vorgaben angepaßt werden.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Überströmventils möglich.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines in einem Mehrkreis- Schutzventil angeordneten Überströmventils ohne Rückströmung,

Fig. 2 eine Symboldarstellung des Überströmventils in Fig. 1,

Fig. 3 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 1, jedoch mit Ausbildung des Überströmventils mit voller Rückströmung,

Fig. 4 eine Symboldarstellung des Überströmventils in Fig. 3.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Überströmventil ist in bekannter Weise mit weiteren, hier nicht dargestellten Überströmventilen in einem Mehrkreis- Schutzventil 10 integriert, wie dies beispielsweise in der DE 31 32 745 C2 beschrieben ist. In Fig. 1 ist mit 11 ein Ventilgehäuse bezeichnet, das einen Drucklufteinlaß 12 und einen Druckluftauslaß 13 aufweist. Der Drucklufteinlaß 12 steht in bekannter Weise mit einer Druckluftversorgungseinrichtung in Verbindung, während an dem Druckluftauslaß ein Druckluftverbraucher, beispielsweise ein Hauptbremskreis, angeschlossen ist. Zwischen Drucklufteinlaß 12 und Druckluftauslaß 13 ist im Ventilgehäuse 11 ein Ventilsitz 14 ausgebildet, mit dem ein Ventilglied 15 zusammenwirkt, das von einer Ventilschließfeder 16 auf den Ventilsitz 14 aufgedrückt wird. Durch das Ventilglied 15 führt ein Bypass 17 hindurch, der eine Verbindung zwischen der einlaßseitigen Seite des Ventilglieds 15 und der auslaßseitigen Seite des Ventilglieds 15 herstellt und von einem Rückschlagventil 18 verschlossen ist. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist dabei das Rückschlagventil 18 so ausgebildet, daß seine Durchlaßrichtung vom Drucklufteinlaß 12 zum Druckluftauslaß 13 gerichtet ist und es in umgekehrter Richtung, also vom Druckluftauslaß 13 zum Drucklufteinlaß 12 hin, sperrt und damit jede Rückströmung von Druckluft aus dem Druckluftverbraucher zu der Druckluftversorgungseinrichtung unterbindet. Im Bypass 17 ist noch zusätzlich eine Drosselstelle 19 angeordnet.

Im einzelnen besteht das Ventilglied 15 aus einem kappen- oder topfförmigen Schließkolben 20, der auf einer im Ventilgehäuse 11 ausgebildeten Führungshülse 21 axial verschieblich geführt und auf seiner dem Ventilsitz 14 zugekehrten Außenseite seines Topfbodens 201 mit einem Überzug 22 aus elastischem Material belegt ist, der sich über die Außen- und Innenseite der Topfwand 202 hinweg erstreckt und auf der Innenseite des Topfbodens 201 in einem randseitigen Ringsteg 221 endet. Der das Ventilglied 15 durchdringende Bypass 17 weist eine den Schließkolben 20 mit Überzug 22 durchdringende zentrale Durchgangsöffnung 23 sowie eine randseitig den Schließkolben 20 mit Überzug 22 und Ringsteg 221 durchdringende axiale Bohrung 24 auf. Die zentrale Durchgangsöffnung 23 liegt innerhalb des auf dem Ventilsitz 14 aufliegenden Bereichs des Ventilglieds 15, während die axiale Bohrung 24 außerhalb des auf dem Ventilsitz 14 aufliegenden Bereichs des Ventilglieds 15 durch das Ventilglied 15 hindurchgeführt ist. In die zentrale Durchgangsöffnung 23 ist unter Belassung eines Durchflußkanals 33 ein elastischer Ventilkörper 25 eingesetzt, der zwei jeweils auf der Innen- und Außenseite des Topfbodens 201 aufliegende Auflageköpfe 251, 252 aufweist. An dem einen Auflagekopf 252 ist randseitig eine Dichtlippe 26 einstückig angeformt, die mit leichter Vorspannung an der Innenseite des Topfbodens 201, die Durchtrittsöffnung 23 vollständig abdeckend, anliegt. Diese kreisförmige Dichtlippe 26 bildet das Rückschlagventil 18 im Bypass 17 mit einer in Fig. 2 symbolisch dargestellten Durchflußrichtung vom Drucklufteinlaß 12 zum Druckluftauslaß 13. Die Drosselstelle 19 im Bypass 17 wird dadurch realisiert, daß entweder die Bohrung 24 als Drosselbohrung oder der vom Ventilkörper 25 in der Durchgangsöffnung 23 freigegebene Durchflußkanal 33 als Drosselkanal ausgeführt wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Möglichkeit gewählt, da sich die Drosselbohrung mit kleinen Toleranzen fein abstufbar ausführen läßt. Die Innenseite des Topfbodens 201 ist von einem Abdeckelement 27 abgedeckt, das gleichzeitig als Federteller 28 für die Ventilschließfeder 16 ausgebildet und randseitig gegenüber der Innenseite der Topfwand 202 luftdicht abgedichtet ist. Das Abdeckelement 27 weist eine mit dem Schließkolben 20 koaxiale Einbuchtung 29 auf, mit der sich das Abdeckelement 27 unter teilweiser Aufnahme des Auflagekopfs 252 auf den Ventilkörper 25 aufsetzt und diesen zentriert. Randseitig liegt das Abdeckelement 27 auf dem Ringsteg 221 des Überzugs 22 auf, und eine zwischen dem Abdeckelement 27 und dem Ringsteg 221 eingelegte Ringdichtung 30 sorgt für die entsprechende Abdichtung des Abdeckelements 27 gegenüber der Topfwand 202 des Schließkolbens 20. Zwischen dem Abdeckelement 27 und der Innenseite des Topfbodens 201 verbleibt damit ein Ringspalt, der eine luftdichte Verbindung von der axialen Bohrung 24 zu der von der Dichtlippe 26 abgedeckten, zentralen Durchgangsöffnung 23 herstellt. An dem Abdeckelement 27 stützt sich die als Druckfeder ausgebildete Ventilschließfeder 16 ab, die gehäuseseitig in einem Widerlager 31 aufgenommen ist. Zur Einstellung der Vorspannung der Ventilschließfeder 16 kann das Widerlager 31 mittels einer Einstellschraube 32 axial verschoben werden.

Das in Fig. 1 dargestellte und vorstehend beschriebene Überströmventil besitzt keine Rückströmmöglichkeit für Druckluft vom Druckluftauslaß 13 zum Drucklufteinlaß 12.

Soll das Überströmventil dagegen mit voller Rückströmung ausgebildet werden, so ist lediglich der Ventilkörper 25 um 180° gedreht in die Durchgangsöffnung 23 einzusetzen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Der Auflagekopf 251 liegt nunmehr auf der Innenseite des Topfbodens 201 des Schließkolbens 20 auf, während der Auflagekopf 252 mit der daran einstückig ausgebildeten Dichtlippe 26 auf dem Überzug 22 aufliegt, wobei sich wiederum die Dichtlippe 26 mit leichter Vorspannung an den Überzug 22 andrückt. Wie mit der Symboldarstellung in Fig. 4 verdeutlicht ist, hat sich damit die Sperrichtung des Rückschlagventils 18 umgedreht, so daß Druckluft das Rückschlagventil 18 nur vom Druckluftauslaß 13 in Richtung Drucklufteinlaß 12 durchströmen kann. Das Abdeckelement 27 im Innern des topfförmigen Schließkolbens 20 drückt sich unter der Kraft der Ventilschließfeder 16 mit seiner Einbuchtung 29 nunmehr an den Auflagekopf 251 an, wobei letzterer wiederum teilweise in der Einbuchtung 29 aufgenommen ist. Die Einbuchtung 29 nimmt damit wieder gleichzeitig das Zentrieren des Ventilkörpers 25 vor.

Das Überströmventil ohne Rückströmung gemäß Fig. 1 und das Überströmventil mit voller Rückströmung gemäß Fig. 3 sind konstruktiv identisch ausgebildet und unterscheiden sich nur durch die Lage des Ventilkörpers 25 in der Durchgangsöffnung 23, so daß das beschriebene Überströmventil nur durch richtiges Einsetzen des elastischen Ventilkörpers 25 zu einem Überströmventil der einen oder anderen Bauart umfunktioniert werden kann.

Claims (8)

1. Überströmventil, insbesondere für Mehrkreis- Schutzventile in Druckluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem einen Druckluftein- und -auslaß (12, 13) aufweisenden Ventilgehäuse (11), in dem ein zwischen Druckluftein- und -auslaß (12, 13) angeordneter Ventilsitz (14) ausgebildet ist, mit einem von einer Ventilschließfeder (16) auf den Ventilsitz (14) aufgepreßten Ventilglied (15) und mit einem das Ventilglied (15) durchdringenden Bypass (17), der auf den dem Druckluftein- und -auslaß (12, 13) zugekehrten Seite des Ventilglieds (15) mündet und von einem Rückschlagventil (18) verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (17) eine das Ventilglied (15) innerhalb seines auf dem Ventilsitz (15) aufliegenden Bereichs durchdringende Durchgangsöffnung (23) und eine den Ventilkörper (15) außerhalb seines auf dem Ventilsitz (14) aufliegenden Bereichs durchdringende Bohrung (24) aufweist, daß durch die Durchgangsöffnung (23) ein elastischer Ventilkörper (25) mit zwei auf beiden Seiten des Ventilglieds (15) aufliegenden Auflageköpfen (251, 252) unter Belassung eines Durchflußkanals (33) hindurchgesteckt ist, daß der eine Auflagekopf (252) mit einer einstückig angeformten Dichtlippe (26) das Rückschlagventil (18) bildet und daß die vom Ventilsitz (14) abgekehrte Seite des Ventilglieds (15) von einem Abdeckelement (27) überspannt ist, das auf dem dortigen Auflagekopf (251; 252) aufliegt und zusammen mit dem Ventilglied (15) eine luftdichte Verbindung zwischen Durchgangsöffnung (23) und Bohrung (24) herstellt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (18) als ein auf einer im Ventilgehäuse (11) ausgebildeten Führungshülse (21) verschieblich aufgenommener, topfförmiger Schließkolben (20) ausgebildet ist, der mit seinem Topfboden (202) auf dem Ventilsitz (14) aufliegt, daß Durchgangsöffnung (23) und Bohrung (24) im Topfboden (202) angeordnet sind und auf der Innenseite des Topfbodens (201) münden und daß das Abdeckelement (27) als Federteller (28) für die Ventilschließfeder (16) ausgebildet ist, der randseitig gegen die Topfinnenwand abgedichtet ist und unter dem Druck der Ventilschließfeder (16) auf dem Auflagekopf (251; 252) des Ventilkörpers (25) unter Belassung eines Spaltabstandes zum Topfboden (201) aufliegt.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (28) eine zentrale, mit dem Schließkolben (20) koaxiale Einbuchtung (29) aufweist, die den Auflagekopf (251; 252) des Ventilkörpers (25) teilweise aufnimmt.

4. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite des Topfbodens (201) ein randseitiger Ringsteg (221) ausgebildet ist, auf dem der Federteller (28) randseitig aufliegt.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die als Druckfeder ausgebildete Ventilschließfeder (16) in der Führungshülse (21) aufgenommen ist und sich am Federteller (28) und an einem axial verschieblichen Widerlager (31) am Ventilgehäuse (11) abstützt.

6. Ventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringsteg (221) aus elastischem Material ist, das durchgehend die Topfinnenwand, die Topfaußenwand und die Außenseite des Topfboden (201) überzieht.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (24) im Ventilkörper (15) als Drosselbohrung ausgeführt ist.

8. Ventil nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Ventilkörper (25) in der Durchflußöffnung (23) freigegebene Durchflußkanal (33) als Drosselkanal ausgeführt ist.