DE2510151A1 - 4/2-wege-steuerventil - Google Patents

Description

• 4-/2-Wege-Steuerventil Die Erfindung bezieht sich auf? ein 4/2-Wege-Steuerventil für doppeltwirkenden Betätigungszylinder mit je einem in zwei getrennten Zylinderräumen über ein Vorsteuerventil und je eine Steuerleitung mit zteuerdruck beaufschlagbaren Kolben, mit einem Druckluftanschluß, einem Entliiftungsanschluß und einem Arbeitsleitungsanschluß je Zylinder, wobei jeder Kolben ein die Verbindung zwischen dem Arbeitsleitungsanschluß und dem Druckluftanschluß einerseits und zwischen dem Arbeitsleitungsanschluß und dem Entlüftungsanschluß andererseits überwachendes Ventil steuert.
• hEr Schwerfahrzeuge haben sich in neuerer Zeit rein pneumatisch gesteuerte Getriebe bewährt, die sich im Gegensatz zu mechanisch oder elektrisch gesteuerten Getrieben als robust und wenig störanfällig erwiesen haben. In diesen Getrieben wird ein Betätigungszylinder benötigt, in welchem ein Arbeitskolben zwischen zwei Endstellungen verschieblich ist. Ein derartiger Betätigungszylinder wird auch 2-Stellungszylinder genannt.
• Die Bewegung des Arbeitskolbens erfolgt durch Druckluft, - gegebenenfa.lls über ein Absperrventil -, die willkürlich einem der beiden Endräume des Betätigungszylinders zugeleitet wird. Zur wechselweisen Beaufschlagung der beiden Endräume des Betätigungszylinders dient ein sogenanntes 4/2-Wege-Ventil, welches mit hilfe eines Steuerdruckes eines Vorsteuerventiles betätigt wird.
• 4/2-Wege-Ventile bestehen bekannterweise aus mehreren Zylindern mit Kolben, welche die Arbeitsluft auf die jeweilige Seite eines Arbeitskolbens im Betätigungszylinder leiten. Es sind demgemäß mehrere Ventile mit den dazugehörigen Ventilsitzen in diesem Steuerventil erforderlich, die in exakt abgestimmter Weise miteinander arbeiten müssen.
• Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein 4/2-Wege-Ventil der eingangs genannten Art, jedoch mit einer weitgehenden Zusammenfassung der zahlreichen einzeln angeordneten Teile wie Kolben, Ventilsitze und Ventildichtungen zu schaffen, wobei eine teilweise selbsttätige Beeinflussung der erforderlichen Luftsteuerungsvorgänge erreicht werden soll.
• Die Aufgabe der Erfindung wird derart gelöst, daß jeder Kolben zweier benachbart angeordneter Zylinder als Stufenkolben ausgebildet ist, wobei jeweils der die größere Kolbenfläche des einen Stufenkolbens beaufschlagende Steuerdruck des Vorsteuerventiles gleichzeitig über eine Querverbindung die Differenz-Kolbenringfläche des anderen Stufenkolbens im benachbarten Zylinder beaufschlagt, daß an der Differenz-Eolbenringfläche beider Stufenkolben zentrisch ein Schaftteil angesetzt ist, an dessen freiem, die kleinereFläche des Stufenkolbens bildenden stirnseitigen Ende sich jeweils eine Ventildichtplatte befindet, die mit einem gegenüberliegenden, die Öffnung des Druckluftanschlusses einfassenden Ventilsitz das die Verbindung vom Druckluftanschluß zum Arbeitsleitungsanschluß überwachende Ventile bildet, und daß auf dem Schaftteil ein beidseitig beaufschlagbarer Ringkolben verschieblich gelagert ist, wobei jeweils die eine dem freien Ende des Schaftteiles zugewandte Kolbenfläche des Ringkolbens als Ventildichtring ausgebildet ist, der mit einem auf einem im Zylinderraum gebildeten ringflanschartigen Ansatz befindlichen Ventilsitz ein zwischen dem Arbeitsleitungsanschluß und dem Entlüftungsanschluß gelegenes, bei über die Querverbindung zugeführtem Steuerdruck schließendes Absperrventil bildet.
• Die weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung kann den Unteransprüchen entnommen werden.
• In der folgenden Beschreibung ist die Erfindung anhand der Zeichnung, die eine Figur mit einer schematischen Darstellung des Steuerventiles mit einem Vorsteuerventil und einem doppeltwirkenden Betätigungszylinder enthält, näher erläutert.
• Ein Gehäuse 1 mit einer die Anbringungsverhältnisse der erforderlichen Luftleitungsanschlüsse begünstigenden nicht näher dargestellten äußeren Formgebung, enthält zwei Zylinderräume 3 bzw. 5, in denen je ein Stufenkolben 6 bzw. 8 luftdicht verschieblich geführt ist und dessen Kolbenfläche 9 bzw. 10 mit dem Zylinderboden einen Zylinderraum 12 bzw. 13 umfaßt, während die der Kolbenfläche 9, 10 abgewandte Seite eine Kolbenringfläche 14 bzw. 15 aufweist, auf der ein Schaftteil 17 bzw. 18 angesetzt ist. Der vom Schaftteil 17, 18 durchgriffene Zylinderabschnitt wird von einem Ringkolben 20 bzw. 22 der auf diesem Schaftteil verschieblich ist in einen Zylinderraum 24 bzw. 26 und einen Zylinderraum 28 bzw. 30 unterteilt. Der Ringkolben 20 bzw. 22 trägt an der zum Zylinderraum 24, 26 gerichteten Seite am Außenumfang wie an seiner innenliegenden Gleitfläche je eine elastische Dichtlippe 32 bzw. 34 und 32' bzw.
• 34', die jeweils eine leichte Spreizwirkung gegeneinander besitzen. Die andere Seite des Ringkolbens 20, 22 ist relativ plan und als Ventildichtring 36 bzw. 38 ausgebildet.
• Am freien Ende des Schaftteiles 17, 18 trägt dessen Stirnseite eine Ventildichtplatte 40 bzw. 42, die mit einem gegenüberliegend angeordneten, die Öffnung 44 bzw.
• 46 eines zu einer Druckluft quelle 45 führenden Druckluft anschlusses umgreifenden Ventilsitzes 48 bzw. 50 ein Absperrventil 52 bzw. 54 bildet.
• Der Durchmesser des Zylinderraumes 28, 30 ist derart leicht verjüngt, daß sich ein ringflanschartiger Ansatz 56 und 58 bildet, auf welchem ein Ventilsitz 60 bzw. 62 angeordnet ist, so daß hierdurch zusammen mit dem Ventildichtring des Ringkolbens 20 bzw. 22 ein Absperrventil 64 bzw. 66 gebildet wird.
• Vom Zylinderraum 12 bzw. 13 verläuft eine den Steuerdruck P5 führende Leitung 65, 67 zu einem bekannten willkürlich bedienbaren Vorsteuerventil 25. Je eine vergleichsweise überkreuz verlaufende Querverbindung 68 bzw. 70 verläuft vom Zylinderraum 12 zum Zylinderraum 26 sowie vom Zylinderraum 13 zum Zylinderraum 24.
• Von dem Absperrventil 52 bzw. 54 wird im Zylinderraum 28 bzw. 30 die Öffnung 44, 46 des Druckluftanschlusses überwacht, während das Absperrventil 64, 66 einen in den Zylinderraum 28 bzw. 30 mündenden Entlüftungsanschluß 72 bzw. 74 überwacht.
• Stets mit dem Zylinderraum 28, 30 ist über je einen Arbeitsleitungsanscbluß 76 bzw. 78 je ein beiderseits eines Betätigungskolbens 80 liegender Beaufschlagungsraum 82 bzw. 84 eines doppeltwirkenden Betätigungszylinders verbunden.
• Der Zylinderraum 24 bzw. 26 weist auf seiner Wandung einen Anschlag 86 bzw. 88, z.B. in Form eines umlaufenden aus der Wandung leicht heraustretenden umlaufenden Ringes auf, der so über der Austrittsöffnung der Querverbindung 68 bzw. 70 angeordnet ist, daß ein verschließendes Uberschleifen der genannten Öffnungen durch die Dichtlippe 34 bzw. 32' des Ringkolbens 20 bzw. 22 nicht eintreten kann.
• Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen 4/2-Wege-Steuerventiles ist wie folgt. Um den Betätigungskolben 80 aus der in der Figur dargestellten Lage in die rechte Endstellung zu verschieben, ist zunächst das den Druckluftanschlüssen 44, 46 vor gelagerte nicht dargestellte Absperrventil zu schließen. Hierauf wird das Vorsteuerventil 25 aus der zeichnerisch dargestellten Stellung umgeschaltet, wodurch der Zylinderraum 12 mit der Atmosphäre verbunden und der Zylinderraum 13 mit Steuerdruck Ps beaufschlagt wird. Der Steuerdruck hebt den Stufenkolben 8 bis zum Schließen des Ventiles 54 an, so daß der Arbeitsleitungsanschluß 78 vom Druckluftanschluß 46 getrennt wird. Gleichzeitig gelangt Steuerdruck P5 über die Querverbindung 70 in den Zylinderraum 24 und drückt den Stufenkolben 6 herunter, worauf Ventil 52 öffne t-, und außerdem den Ringkolben 20 nach oben, -worauf das Ventil 64 den Entlüftungsanschluß 72 sperrt.
• Durch das geöffnete Ventil 52 ist von der Druckluftquelle 45 über den Arbeitsleitungsanschluß 76 zum Beaufschlagungsraum 82 des Betätigungskolbens 80 nunmehr eine Verbindung geschaffen, so daß beim Öffnen des nicht dargestellten Absperrventiles vor dem Druckluftanschluß 44 der Betätigungskolben 80 nach rechts verschoben wird.
• Hierbei kann die im Beaufschlagungsraum 84 enthaltene Luft durch den bereits bei drucklos werdendem Zylinderraum 30 herabgedrückten Ringkolben 22 über das geöffnete Absperrventil 66 und den Entlüftungsanschluß 74 in die Atmosphäre ausgestoßen werden.
• Um ein abermaliges Umsteuern des Betätigungskolbens 80 zu bewirken, muß lediglich, wie aus dem vorher beschriebenen ersichtlich, das Vorsteuerventil 25 erneut umgeschaltet werden, Die sich daran anschließenden Vorgänge im erfindungsgemäßen 4/2-Wege-Ventil laufen dann analog der wie vor eingehend beschriebenen Reibenfolge der Wirkungsweise ab.

Claims (5)

Patentansprüche

1. 4/2-Wege-Steuerventil für doppeltwirkenden Betätigungszylinder mit je einem in zwei getrennten Zylinderräumen und über ein Vorsteuerventil je eine Steuerleitung mit Steuerdruck beaufschlagbaren Kolben, mit einem Druckluftanschluß, einem Entlüftungsanschluß und einem Arbeitsleitungsanschluß je Zylinder, wobei jeder Kolben ein die Verbindung zwischen dem Arbeitsleitungsanschluß und dem Druckluftanschluß einerseits und zwischen dem Arbeitsleitungsanschluß und dem Entlüftungsanschluß andererseits überwachendes Ventil steuert, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kolben zweier benachbart angeordneter Zylinder (3, 5) als Stufenkolben (6, 8) ausgebildet ist, wobei jeweils der die größere Kolbenfläche (9 bzw. 10) des einen Stufenkolbens (6 bzw. 8) beaufschlagende Steuerdruck (pos) des Vorsteuerventiles (25) gleichzeitig über eine Querverbindung (68 bzw. 70) die Differenz-Kolbenringfläche (14 bzw. 15) des anderen Stufenkolbens (6 bzw. 8) im benachbarten Zylinder (26 bzw.

24) beaufschlagt, daß an der Differenz-Kolbenringfläche beider Stufenkolben (6 und 8) zentrisch ein Schaftteil (17 bzw. 18) angesetzt ist, an dessen freiem, die kleinere Fläche des Stufenkolbens bildenden stirnseitigen Ende sich jeweils eine Ventildichtplatte (40 bzw. 42) befindet, die mit einem gegenüberliegenden, die Öffnung (44 bzw. 46) des Druckluftanschlusses einfassenden Ventilsitz (48 bzw. 50), das die Verbindung vom Druckluftanschluß zum Arbeitsleitungsanschluß (76 bzw. 78) überwachende Ventile (52 bzw. 54) bildet, und daß auf dem Schaftteil (17 bzw. 18) ein beidseitig beaufschlagbarer Ringkolben (20 bzw. 22) verschieblich gelagert ist, wobei jeweils die eine dem freien Ende des Schaftteiles (17, 18) zugewandte Kolbenfläche des Ringkolbens (20 bzw. 22) als Ventildichtring (36 bzw. 38) ausgebildet ist, der mit einem auf einem im Zylinderraum (28, 30) gebildeten ringflanschartigen Ansatz (56 bzw. 58) befindlichen Ventilsitz (60 bzw. 62) ein zwischen dem Arbeitsleitungsanschluß (76 bzw. 78) und dem Entlüftungsanschluß (72, 74) gelegenes, bei über die Querverbindung (68 bzw. 70) zugeführtem Steuerdruck (Ps) schließendes Absperrventil (64 bzw. 66) bildet.

2. 4/2-Wege-Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (20, 22) auf der dem Ventildichtring (36 bzw. 38) abgekehrten Seite jeweils außen und innen eine auf der Zylinder-und Schaftwandung elastisch federnd aufliegende Dichtlippe (32, 34 bzw. 32', 34') trägt, die bei Beaufschlagung mit dem vom benachbarten Zylinderraum (13, 12) über die Querverbindung (70, 68) zugeführten Steuerdruck (P5) unter Schließdruck steht, dagegen bei Fortfall dieses Druckes und Druckbeaufschlagung von der Seite des Ventildichtringes (36, 38) her ihre Schließwirkung verliert.

3. 4/2-Wege-Steuerventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (20, 22) ein einteiliger gummielastischer Formkörper ist.

4. 4/2-Wege-Steuerventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerdruck (pos) gleich bzw. größer als der Arbeitsdruck (Pa) ist.

5. 4/2-Wege-Steuerventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem verschieblichen Ringkolben (20 bzw. 22) zusammenarbeitender Anschlag (86, 88) das Verschließen der Austrittsöffnung der Querverbindung (68, 70) seitens des Ringkolbens (20 bzw. 22) verhindert.

L e e r s e i t e