DE2364617C2 - Doppelsitzventil zur Steuerung eines pneumatischen Stellmotors - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppelsitzventil zur Steuerung eines pneumatischen Stellmotors, insbesondere im Stellmotor selbst angeordnetes Doppelsitzventil, mit einem Ventilstößel, der bei Bewegung in einer Richtung einen Schließkörper von einem Ventilsitz abhebt und bei Bewegung in der entgegengesetzten Richtung einen zweiten Schließkörper von einem zweiten Ventilsitz abhebt.

Derartige Einrichtungen sind z. B. aus den DE-OS 54 644 und 21 63 781 bekanntgeworden. Bei den dort beschriebenen Doppelsitzventilen wirkt der beispielsweise pilzförmig ausgebildete Ventilstößel selber entweder als Ventil-Schließkörper oder als Ventilsitz bzw. als beides. Hierbei ergeben sich insbesondere ringförmige Ventildichtungen, die bestimmte Nachteile haben, insbesondere wenn sie, wie bei den bekannten Doppelsitzventilen, in beiden Richtungen beansprucht werden. So ist in diesem Fall eine besonders hohe Fertigungsgenauigkeit erforderlich. Außerdem ergibt sich aus der großen Bauhöhe die Forderung nach einem entsprechenden Einbauraum, der, wird das Doppelsitzventil ζ. B. zur Regelung der Leuchtweite von Kraftfahrzeugscheinwerfern eingesetzt, nicht immer in der Nähe der Scheinwerfer zur Verfügung steht

Es liegt deshalb die Aufgabe vor, bei einem Doppelsitzventil der eingangs genannten Art diese Schwierigkeiten zu überwinden und durch eine besondere Ausbildung der Lagerung des Ventilstößels eine besonders flache und einfache und damit störungsunanfällige Bauweise zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem Ventilstößel zwei an verschiedenen Seiten des Ventilstößels angeordnete Ventilhebel angreifen, die die Schließkörper tragen und an einem gemeinsamen Tragkörper, z.B. in Form eines Tragringes, mit dem sie einstückig ausgebildet sind, scharnierartig mit Hilfe von geradlinigen Materialschwächungen gelagert sind.

Hierdurch wird eine sehr preiswerte Bauart geschaffen, die weiter eine leichte Montage ermöglicht, und es ergeben sich weitere Vorteile durch eine praktisch reibungsfreie Lagerung, durch die Vermeidung von Justierarbeit, insbesondere auch durch die Einsparung von Toleranzen, wobei sich eine für praktische Bedürfnisse nicht ins Gewicht fallende Hysterese ergibt.

Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Zum Beispiel sind die Ventilhebel und der ringförmige Tragkörper als Spritzgußteil aus einem Kunststoff hergestellt, im Falle eines pneumatischen Ventils beispielsweise aus Polyamid.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem weitere Einzelheiten und Vorteile hervorgehen, wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigt

Fig. 1 ein erfindungsgemäß aufgebautes Doppelsitzventil zur pneumatischen Regelung der Leuchtweite von Kraftfahrzeugscheinwerfern,

F i g. 2 das Doppelsitzventil im Schnitt und

F i g. 3 einen in dem Doppelsitzventil verwendeten Druckkörper mit dem Ventilhebel in der Draufsicht.

Eine in einer pneumatischen Leuchtweite-Regeleinrichtung verwendete Druckvergleichsdose besteht aus zwei Kammern 1 und 2, die durch eine Membran 3 voneinander getrennt sind.

Die Membran 3 ist aus plattenfederartigen metallenen Elementen und dichtenden gummielastischen Elementen aufgebaut. Zwei Anschlüsse 4 und 5 führen in die beiden Kammern 2 und 1. Sie können an zwei Druckmodulatoren angeschlossen werden, die beispielsweise an der Vorder- bzw. Hinterachse des Kraftfahrzeugs angebracht sind. Vorzugsweise handelt es sich um Druckmodulatoren, die einen Unterdruck entsprechend dem Einsinken der Fahrzeugachsen verändern. Es kann sich aber auch um eine Überdruckeinrichtung handeln. Die Druckvergleichsdose besitzt ein Bodenteil 6, an dem sich eine Befestigungsvorrichtung in Form einer Kugel mit Hilfe eines halsförmigen Übergangsstückes 7 befestigt ist.

Die Druckvergleichsdose ist ferner durch ein oberes Wandteil 8 abgeschlossen. Dieses bildet zusammen mit einem etwa ringförmigen Wandteil 9 einen topfförmigen Ansatz der Druckvergleichsdose, in dem das Hauptteil 10 des Doppelsitzventils eingesetzt ist. Die Abdichtung der so entstehenden Kammer eines Stellmotors wird durch die Rollmembran 11 bewirkt. Es

kann aber auch eine andere Art der Abdichtung vorgesehen sein. Eine Feder 12 stützt das Hauptteil 10 des Doppelsitzventils gegen die Druckvergleichsdose ab.

Mit der Membran 3 ist ein durch das Wandteil 8 hindurchgeführter Stift 13 fest verbunden, der in das nach unten offene Hauptteil 10 des Doppelsitzventils hineinragt Der Stift 13 ist im Wandteil 8 durch eine Dichtung 14 geführt

Durch die Feder 12 wird das Hauptteil 10 des Doppelsitzventil ständig nach oben gedrückt Ohne Beeinflussung durch pneumatische Mittel würde das Hauptteil also nach oben aus dem topfförmigen Ansatz der Druckvergleichsdose herausgedrückt werden. Die Weglänge des Hauptteils 10 nach oben wird durch innere Anschläge begrenzt, die durch Fäden oder bandförmige Teile gebildet werden, beispielsweise durch drei am Umfang verteilte aus Polyestermaterial bestehende Bänder 15. Die Bänder 15 können beispielsweise mit Hilfe von Hochfrequenz oder Ultraschall geschweißt sein. Durch die Verlagerung der Anschläge ins Innere der Kammer des Stellmotors wird ein erheblicher Beitrag zur Verringerung der Bauhöhe geleistet Hierdurch besteht insbesondere auch die Möglichkeit, an jedem Scheinwerfer eine derartige Einrichtung anzubringen, also eine Dezentralisierung der Leuchtweiteregelung vorzunehmen.

Der aus der Druckvergleichsdose herausführende Stift 13, der der Bewegung der Membran 3 folgt, ist mit einem Ventilstößel 16 in Berührung gebracht, der innerhalb des Hauptteils 10 des Doppelsitzventils gelagert ist. Eine Bohrung 17 dient zur Führung des Ventilstößels 16. In das Hauptteil 10 des Doppelsitzventils ist ein weiteres Teil 18 eingesetzt, dessen mittlerer Teil 18a zur Abstützung einer Feder 19 dient, die mit einer weiteren Feder 20 eine schwimmende Lagerung des Ventilstößels 16 innerhalb des Hauptteils 10 des Doppelsitzventils bewirkt Eine weitere Feder 21 übt einen geringen Druck in Richtung des Stiftes 13 aus.

Der Ventilstößel 16 ist im wesentlichen neutral gelagert. Der Stift 13 und der Ventilstößel 16 berühren einander an ihren Stirnflächen spielfrei und praktisch kraftfrei. Eine sehr geringe Kraft, die auf den Ventilstößel 16 in Richtung auf den Stift 13 zu ausgeübt wird, führt nicht zu einer merklichen Beeinflussung der Membran 3, die demzufolge lediglich auf die Druckunterschiede in den Kammern 1 und 2 der Druckvergleichsdose reagiert.

Durch den Ventilstößel 16 ist ein Querstift 22 gesteckt, der zwei Ventilhebel 23 und 24 berührt. Zwei Scheiben 25 und 26 dienen zur Lagerung der Federn 19 und 20 an den Ventilhebeln 23 und 24 und damit über diese Hebel und über den Querstift 22 an dem Ventilstößel 16.

Das Hauptleil 10 des Doppelventils besteht Vorzugsweise aus einem Kunststoff, beispielsweise aus einem Polyamid. Es besitzt zwei Einiaßstutzen 27 und 28, die am unteren, dem Stellmotor zugewandten Ende als Ventilsitze ausgebildet sind. Zwei auf den Hebeln 23 und 24 befestigte Plättchen wirken als Schließkörper 29,30. Es kann sich beispielsweise um Plättchen aus Silikongummi oder einem ähnlichen Werkstoff handeln. Der Einlaßstutzen 27 ist über ein Luftfilter 31 mit der Außenluft verbunden. An den Stützen 28 kann eine Überdruck- oder Unterdruckleitung angeschlossen sein, vorzugsweise dem dargestellten Beispiel entsprechend eine Unterdruckleitung.

Die Ventilhebel 23 und 24 sind an einem gemeinsamen Tragkörper, z. B. einem Tragring 32 gelagert, der durch das Teil 18 in dem Hauptteil 10 gehalten wird. Die Ventilhebel 23 und 24 sind vorzugsweise mit dem Tragring 32 einstückig ausgebildet Sie können aus einem entsprechenden Kunststoff bestehen. Die Verbindungen zwischen den Ventilhebeln 23 und 24 und dem Ring 32 sind als geradlinige Materialschwächungen (sogenannte Filmscharniere) 23a, 24a, 236 ausgebildet von denen in der F i g. 2 eine 24a im Schnitt erkennbar ist Mit dem Hauptteil 10 ist eine Stellstange 33 verbunden, die zu dem jeweils zu verstellenden Scheinwerfer führt

In Fig.3 ist das aus dem Tragring 32 und den Ventilhebeln 23 und 24 bestehende Teil in der Draufsicht gesondert dargestellt Während der Ventilhebel 24 mit einer Materialschwächung 24a am Tragring 32 befestigt ist ist der Ventilhebel 23 über zwei Materialschwächungen 23a, 236 mit gewissem Absland von dem Tragring 32 an diesem befestigt Dadurch entsteht ein Doppelhebel, der z. B. bei einer Abwärtsbewegung des vom Ventilstößel 16 bewegten Teils des Ventilhebels 23 für eine Aufwärtsbewegung des das Plättchen 29 tragenden Teils des Ventilhebels 23 sorgt Der Ventilstößel 16 wird von je zwei Ansätzen 23c und 23t/bzw. 246 und 24cgabelförmig umfaßt

Wie aus der Zeichnung erkennbar, ergibt sich ein verhältnismäßig einfacher und sehr gedrängter Aufbau, der insbesondere in der Bauhöhe besondere Vorteile aufweist Die wesentlichen Teile können aus Kunststoff als Spritzgußteile gefertigt sein, wodurch eine besonders kostengünstige Gestaltung erreicht werden kann.

Für das aus dem Tragring 32 und den Ventilhebeln 23 und 24 bestehende Teil hat sich Polyamid als Werkstoff bewährt, wenn ein Einsatz, wie im Ausführungsbeispiel, als Ventil in pneumatischen Leuchtweite-Regeleinheiten vorgesehen ist. Temperaturbereiche von -4O⁰C bis + 100⁰C können beherrscht werden, ohne daß Störungen oder Zerstörungen zu befürchten sind. Bei einem Einsatz des Doppelsitzventils in anderen Medien, z. B. in Hydraulikanlagen, können entsprechende andere Werkstoffe Anwendung finden.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist bei Verwendung von Unterdruck wie folgt: In den beiden Kammern 1 und 2 der Druckvergleichsdose herrscht ein Unterdruck, der die Membran 3 bei neutraler Stellung des Fahrgestells in neutraler Stellung hält Der Stift 13 befindet sich dementsprechend in der dargestellten Lage. Auch das Hauptteil 10 des Ventils und der darin gelagerte Ventilstößel 16 befinden sich in der dargestellten Lage. Beide Plättchen 29 und 30 ruhen auf den jeweiligen Ventilsitzen und schließen die durch die Teile 8, 9, 10 und 11 gebildete Kammer sowohl gegen die Außenluft als auch den am Unterdruck angeschlossenen Stutzen 28 ab.

Bei einer Verstellung des Wagenaufbaues wird über die Anschlüsse 4 bzw. 5 ein entsprechendes Signal von den Druckmodulatoren gegeben, wodurch eine Verstellung der Membran 3 und damit des Stiftes 13 eintritt. Es sei angenommen, es handele sich um eine Verstellung des Stiftes 13 nach unten. In diesem Falle rückt der mit seiner Stirnseite auf der Stirnseite des Stiftes 13 ruhende Ventilstößel 16 infolge der geringen in Richtung des Stiftes 13 auf ihn ausgeübten Kraft nach, wodurch über den Querstift 22 der Ventilhebel 24 ebenfalls nach unten bewegt und das Plättchen 30 von seinem Sitz abgehoben wird. Der Stellmotor wird also über den Stutzen 28 mit dem Unterdruck verbunden. In entsprechender Weise kommt der auf die gesamte Fläche des Hauptteils 10

während der Ventilhebel 23 um seinen Drehpunkt geschwenkt und dadurch das Plättchen 29 von seinem Ventilsitz abgehoben wird. Durch den Stutzen 27 strömt die Außenluft in die Kammer des Stellmotors. Das Hauptteil 10 wird, weil von außen und innen der gleiche Druck darauf einwirkt, durch die Kraft der Feder 12 nach oben bewegt, bis der Ausgleich wieder hergestellt ist, indem durch Bewegung des Ventilstößels 16 mit dem gesamten Ventil nach oben wieder eine spiel- und kraftfreie Berührung des Stiftes 13 mit dem Ventilstößel 16 erzielt ist, wodurch das Außenluftventil geschlossen wird. Der Druck innerhalb der durch die Teile 8, 9, 10 gebildeten Kammer nimmt jeweils einen Zwischenwert zwischen dem Druck der Außenluft und dem an dem Stutzen 28 wirkenden Unterdruck ein.

Bei einer Anwendung von Überdruck muß eine entsprechende Umkehrung der Einlasse vorgesehen werden.

Wie sich aus dem vorstehenden ergibt, läßt sich nicht nur ein sehr raumsparender und einfacher Aufbau des gesamten Gerätes erreichen, sondern es ergeben sich noch weitere Vorteile daraus, daß dem System nur geringe Kräfte innewohnen, sowie durch die in gewissen Grenzen winkelunabhängige Einbaumögiichkeit. Ferner ist noch zu erwähnen, daß das Doppelsitzventil gemäß F i g. 1 besonders leicht montiert werden kann und auch eine Auswechselung defekter Teile, z. B. des gesamten Doppelsitzventils, leicht möglich ist. Wesentlich erscheint auch die Verringerung der Toleranzen, die sich aus dem einfacheren Aufbau ergibt. Die kleinen Ventilwege ergeben auch eine hohe Lebensdauer bei großer Leichtgängigkeit der sogenannten Filmscharniere.

wirkende Außendruck etwas stärker zur Geltung und drückt das Hauptteil 10 gegen die Wirkung der Feder 12 nach unten. Das gesamte Ventil folgt also der Bewegung des Stiftes 13, wodurch der Ventilstößel 16 im Verhältnis zu dem Hauptteil 10 des Ventils wieder in seine neutrale Lage gebracht und das Unterdruckventil geschlossen wird. In entsprechender Weise macht die mit dem Hauptteil 10 verbundene Stellstange 33 einen der Bewegung des Stiftes 13 entsprechenden Weg. Der

ίο Stellmotor und das druckvergleichende Glied der Druckvergleichsdose machen also vollkommen gleiche Wege. Lediglich die Kraft wird durch den Stellmotor verstärkt.

Hierbei kommt ein weiterer Vorteil des in beschriebener Weise gestalteten Doppelsitzventils zur Geltung, nämlich die sozusagen schwimmende Lagerung des Ventils innerhalb des Stellmotors. Die Rollmembran 11 läßt seitliche Bewegungen des Hauptteils 10 ohne weiteres zu, so daß Winkelfehler, die zum Beispiel beim Einbau vorkommen können, ohne weiteres ausgeglichen werden können. Auch die lediglich in einer Berührung bestehende Verbindung des Stiftes 13 mit dem Ventilstößel 16 läßt Winkelabweichungen zu. Ein Verklemmen, ein Kraftaufwand oder sonstige Störungen sind nicht zu befürchten.

Bei dem eben beschriebenen Verstellvorgang blieb das Plättchen 29 auf seinem Ventilsitz gepreßt, da bei einer Bewegung des Stößels 16 nach unten der als Doppelhebel ausgebildete Ventilhebel 23 lediglich das Plättchen 29 fester aufpreßt. Bei einem Verstellvorgang, bei dem der Stift 13 infolge der Wirkung der Druckmodulatoren nach oben wandert, wird hingegen das Plättchen 30 fester auf seinen Ventilsitz gepreßt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Doppelsitzventil zur Steuerung eines pneumatischen Stellmotors, insbesondere im Stellmotor selbst angeordnetes Doppelsitzventil, mit einem Ventilstö-Bei, der bei Bewegung in einer Richtung einen Schließkörper von einem Ventilsitz abhebt und bei Bewegung in der entgegengesetzten Richtung einen zweiten Schließkörper von einem zweiten Ventilsitz abhebt, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ventilstößel (16) zwei an verschiedenen Seiten des Ventilstößels (16) angeordnete Ventilhebel (23, 24) angreifen, die die Schließkörper (29,30) tragen und an einem gemeinsamen Tragkörper, ζ. B. in Form eines Tragringes (32), mit dem sie einstückig '5 ausgebildet sind, scharnierartig mit Hilfe von geradlinigen Materialschwächungen (23a, 236, 24a) gelagert sind.

2. Doppelsitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilhebel (23,24) und der Tragring (32) ein Spritzgußteil sind.

3. Doppelsitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilhebel (23) als Doppelhebel ausgebildet ist und daß beide Ventilsitze in einem flachen Hauptteil (10) des Doppelsitzventils angebracht sind.

4. Doppelsitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilhebel (23,24) mit den Ventilstößel (16) umfassenden Ansätzen (23c, 23d, 24b, 24c) versehen sind, die mit einem Querstift (22) und mit durch Federn gehaltenen Scheiben (25, 26) die Ventilhebel (23, 24) und den Ventilstößel (16) miteinander verbinden.

5. Doppelsitzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Tragkörper (32) haltendes Teil (18) mit einem mittleren Teil (18a^zur Halterung einer Feder (19) versehen ist.

6. Doppelsitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Plättchen als Schließkörper (29, 30) dienen.

7. Doppelsitzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Plättchen aus Silikongummi bestehen.

8. Doppelsitzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spritzgußteil aus einem Polyamid besteht.