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Drei-Wege-Steuerventil Die Erfindung betrifft ein Drei-Wege-Steuerventil,
insbesondere Steuerventileinrichtung für Gleitschutzanlagen von Straßenfahrzeugen,
mit zwei durch Druckmittel -einzeln vorsteuerbaren Verschlußkörpern.
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Die Erfindung geht aus von Anordnungen, wie sie mit der OS 1 650 571
bekanntgeworden sind und deren Verschlußkörper ein zwischen einer Druckmittelquelle
und einem Arbeitszylinder vorgesehenesEinlaßventil sowie ein zwischen dem Arbeitszylinder
und der Atmosphäre vorgesehenes Auslaßventil bilden. Hierbei sind beide Einzelventile
durch Druckmittel vorsteuerbar. Außerdem sind Mittel vorgesehen, die sicherstellen,
daß beim Ausfall der Vorsteuerung des Auslaßventils dieses bei geöffnetem Einlaßventil
geschlossen bleibt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt ebenfalls die Aufgabe zugrunde zu
verhindern, daß das Einlaßventil und das Auslaßventil gleichzeitig geöffnet sein
können, jedoch unter Zuhilfenahme wesentlich einfacherer Mittel. Darüber hinaus
sollen diese Mittel die Schaltgeschwindigkeit und Betriebssicherheit der Steuerventileinrichtung
nicht beeinträchtigen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei einander
zugewandte koaxiale Ventilsitze fest angeordnet sind und eine zwischen den -Verschlußkörpern
axial freibewegliche Druckstange
den Abstand der Verschlußkörper
voneinander derart begrenst, daß bei voller Öffnung des einen Ventils das andere
geschlossen ist.
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Bei dieser Ausbildung wirken die beiden Verschlußkörper Jeweils dann
über die Druckstange zusammen bzw. sind nur dann kraftsohlüssig mit der Druckstange
verbunden, wenn sichdas eine Ventil in der Offenstellung und das andere Ventil damit
zwangsläufig in der Schließstellung befinden, während beim gleichzeitigen Schließvorgang
beider Ventile die Drucketange von den Verschlußkörpern nicht mitbewegt werden muß
bzw. deren Bewegung nicht hemmt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Vereinfachung dienen die Verschlußkörper
zugleich als Betätigungsglieder derart, daß die einander zugewandten Seiten der
beiden Verschlußkdrper von einem Steuerdruck beaufschlagbar sind, während die voneinander
abgewandten Seiten der beiden Verschlußkörper dem ausgesteuerten Bremsdruck unterliegen.
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Zweckmäßigerweise sind die Verschlußkörper als Membran ausgebildet,
wobei die von der Druckstange beaufachlagte Mittelsone der Verschlußkörper mit einer
druckfesten Verstärkung versehen ist.
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Auf diese Weise ergibt sich in Zusammenwirkung mit der Druckstange
eine gut dichtende, schnell reagierende Sicherheitseinrichtung.
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Nachfolgend sei die Erfindung an Hand eines Ausfiihrungsbeispiels
näher erläutert:
Die Fig. zeigt eine schematisch dargestellte Steuerventileinrichtung
für eine Gleitschutzanlage im Schnitt.
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Die als Drei-Wege-Ventil ausgebildete Steuerventileinrichtung weist
einen Einlaßverschlußkörper 1 und koaxial hierzu einen Auslaßverschlußkörper 2 auf,
die beide als Membranen ausgebildet und am äußeren Umfang eingespannt sind. Auf
diese Weise trennt der Einlaßverschlußkörper 1 eine äußere Einlaßkammer 3 von einer
inneren Einlaß-Vorsteuerkammer 4 und der Auslaßverschlußkörper 2 eine äußere Auslaßkammer
5 von einer inneren Auslaß-Vorsteuerkammer 6.
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Die Steuerventileinrichtung weist darüber hinaus einen gehäusefesten
Einlaßventilsitz 7 und einen gegenüberliegenden, dem Einlaßventilsitz 7 zugewandten
gehäusefesten Auslaßventilsitz 8 auf.
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Der Einlaßventilsitz 7 bildet zusammen mit der aus Gummi oder gummielastischen
Stoffen bestehenden Einlaßmembran 1 ein Einlaßventil 1, 7, welches die Verbindung
zwischen einer Bremsleitung 9 und der mit einem Hauptsteueranschluß 10 verbundenen
Einlaßkammer3 herstellt oder unterbricht. Der Auslaßventilsitz 8 bildet zusammen
mit der ebenfalls elastischen Auslaßmembran 2 ein Auslaßventil 2, 8, welches die
Verbindung zwischen der BremBleitung 9 und der mit einem Atmosphärenanschluß 11
verbundenen Auslaßkammer 5 herstellt oder unterbricht.
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Die Bremsleitung 9 ist an einen Bremszylinder 12 üblicher Bauweise
angeschlossen, während der Hauptsteueranschluß 10 mit einer Hauptsteuerleitung 1
in Verbindung steht, welche zu einem Druckluftvorratsbehälter 14 geführt ist und
in der ein Bremsventil 15 angeordnet ist.
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Die Einlaß-Vorsteuerkammer 4 der Steuerventileinrichtung ist über
eine Vorsteuerleitung 16 an ein elektromagnetisch betätigtes Vorsteuerventil 17
und die Auslaß-Vorsteuerkammer 6 über eine Vorsteuerleitung 18 an ein ebensolches
Vorsteuerventil 19 angeschlossen. Die Vorsteuerventils 17 und 19 süd zu diesem Zweck
gemeinsam über eine Zweigleitung 20 an der Ausgangsseite des Bremsventils 15 mit
der Haupteteuerleitung 13 verbunden und weisen Je einen Ventilkörper 21 bzw. 22
auf, mit deren Hilfe die Einlaß- und Auslaß-Vorsteuerkammern 4 bzw. 6 entweder mit
der Hauptsteuerleitung 13 oder mit jeweils einem Atmosphärenanschluß 23 bzw. 24
verbindbar sind.
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In der die beiden Vorsteuerkammern 4 und 6 trennenden Gehäusewandung
25 der Steuerventileinrichtung ist eine koaxiale Bohrung 26 vorgesehen, in welcher
eine lose Druckstange 27 abgedichtet geführt ist. Die Druckstange 27 dient zur nachfolgend
noch zu beschreibenden Betätigung der Verschlußkörper 1 und 2, welche zu diesem
Zweck mit einer zentralen Versteifung in Form einer Metallplatte 28 bzw. 29 oder
dergl versehen ist. Darüber hinaus stützen sich die Verschlußkörper 1 und 2 innerhalb
der Vorsteuerkammern 4 und 6 auf je einer vorgespannten Druckfeder 30 bzw. 31 ab.
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Die Steuerventileinrichtung wirkt wie folgt: In der in der Zeichnung
abgebildeten Stellung sind die Vorsteuerventile 17, 19 nicht erregt, wobei der Einlaß-Ventilkörper
21 die Vorsteuerleitung 16 mit der Atmosphäre verbindet und der Auslaß-Ventilkörper
22 die Vorsteuerleitung 18 mit der bei unbetätigtem Bremsventil 15 noch drucklosen
Hauptsteuerleitung 13 verbindet und den Atmosphärenanschluß 24 absperrt.
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Wird das Bremsventil 15 betätigt, so strömt Druckluft aus dem Vorratsbehälter
14 über die Hauptsteuerleitung 13 in die Einlaßkammer 3. Da die Einlaß-Vorsteuerkammer
4 infolge des geschlossenen Vorsteuerventils 17 drucklos ist, wird die Membran 1
durch den Einlaßdruck nach unten bewegt, so daß das Einlaßventil 1; 7 öffnet und
die Druckluft über die Bremaleitung 9 den Bremsylinder 12 beaufsohlagt. Der ausgesteuerte
Bremsdruck ist gleichzeitig als Steuerdruck wirksam, indem dieser über die Zweigleitung
20 und das geöffnete Vorsteuerventil 19 die Auslaß-Vorsteuerkammer 6 beaufschlagt
und die Membran 2 gegen den Ventilsitz 8 bewegt und somit das Auslaßventil 2, 8
fest schließt.
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Sollte aus irgendeinem Grund infolge einer Störung im Vors teuerventil
19 der Vorsteuerdruck in der Vorsteuerkammer 6 ausbleiben, so ist dennoch das Schließen
des Auslaßventils 2, 8 sichergestellt, indem die Öffüungsbewegung der Einlaßmembran
1 sofort auf die lose Druckstange 27 und damit auf die Auslaßmembran 2 übertragen
wird, welche auf diese Weise zwangsläufig in die Schließstellung bewegt wird. Der
Öffnungehub der Einlaßmembran 1 hat somit unmittelbar und zwangsläufig den Schließhub
der Auslaßmembran 2 zur Folge, so daß während-der Beaufachlagung des Bremssylinders
12 keine Druckluft in die Atmosphäre entweichen kann.
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Wird das Vorsteuerventil 17 umgeschaltet, wobei der Ventilkörper 21
den Atmosphärenanschluß 23 absperrt und die Vorsteuerleitung 16 mit der Hauptsteuerleitung
13 verbindet, dann baut sich innerhalb der Einlaß-Vorsteuerkammer 4 ein dem oberhalb
der Membran 1 wirksamen Bremsdruck entgegenwirkender gleich hoher Vorsteuerdruck
auf. Auf diese Weise wird die Membran 1 durch die Druckfeder 30 gegen den
Einlaß-Ventilsitz
7 bewegt und damit ein weiterer Druckaufbau im Bremszylinder 12 unterbunden. Da
das Auslaßventil 2, 8 weiterhin geschlossen bleibt, wird der Bremsdruckkonstant
gehalten. In dieser Stellung der Steuerventileinrichtung bleibt die Druckstange
27 ohne Einfluß auf die beiden Verschlußkörper 1 und 2.
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Soll der Bremsdruck wieder abgesenkt werden, dann wird, um die dritte
mögliche Stellung der Steuerventileinrichtung zu erreichen, das Vorsteuerventil
19 umgeschaltet, wobei der Ventilkörper 22 die Vorsteuerleitung 18 gegen die Hauptsteuerleitung
13 absperrt und mit der Atmosphäre verbindet, so daß zunächst der Druck aus der
Vorsteuerkammer 6 entweichen kann. Auf diese Weise hebt der Bremsdruck die Auslaßmembran
2 von ihrem Sitz 8 ab und entweicht über den Entlfftungsanschluß 11 in die Atmosphäre.
Sollte Jedoch der während dieses Vorganges das Einlaßventil 1, 7 geschlossen haltende
Vorsteuerdruck ausfallen, so sorgt die Druckstange 27 wiederum dafür, daß das Einlaß-Verschlußglied
1 weiterhin fest gegen seinen Sitz 7 gedrückt wird.