DE3223762C2

DE3223762C2 - Überströmventil, insbesondere für ein Mehrkreisschutzventil einer Druckluftbremsanlage von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3223762C2
Application number: DE19823223762
Authority: DE
Inventors: Hans 6803 Edingen-Neckarhausen Grüner
Original assignee: Graubremse 6900 Heidelberg De GmbH; Graubremse 6900 Heidelberg GmbH
Current assignee: Grau GmbH
Priority date: 1982-06-25
Filing date: 1982-06-25
Publication date: 1985-03-14
Also published as: DE3223762A1

Abstract

Ein Mehrkreis-Schutzventil besitzt mehrere, in einem gemeinsamen Gehäuse (1) angeordnete, Überströmventile (2, 3) und diese verbindende Leitungen, wobei jedes Überströmventil (2, 3) eine über einen Federteller (31) an einem Gehäusedeckel (6) abgestützte Einstellfeder (28) und eine den Einlaßsitz (12) durchgehend überspannende Membran (8) aufweist. Zur Erhöhung der Lebensdauer der Membran (8) und der Funktionssicherheit jedes Überströmventils und damit auch des Mehrkreis-Schutzventils ist zur Begrenzung der Anpreßkraft am Einlaßsitz (12) auf die Membran (8) in der Schließstellung des Überströmventils (2 bzw. 3) zwischen dem gemeinsamen Gehäuse (1) und dem Gehäusedeckel (6) auf der der Einstellfeder (28) zugekehrten Seite der Membran (8) ein Anschlagring (27) für den Federteller (31) vorgesehen. Weiterhin weist jede Membran (8) an ihrem Außenumfang eine Manschettendichtung (9) auf, mit der sie dichtend und einspannungslos in einem Zylinder (10) am Gehäuse (1) gelagert ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Überströmventil, insbesondere für ein Mehrkreisschutzventil einer Druckluftbremsanlage von Kraftfahrzeugen, mit einem einen Zylinder aufweisenden Gehäuse und eine sich über einen Federteller sowie an einem Gehäusedeckel abstützenden Einstellfeder sowie einer einen Einlaßsitz durchgehend überspannenden Membran, wobei zur Begrenzung der Anpreßkraft am Einlaßsitz auf die Membran ein den Federteller gehäuseseitig abstützender Anschlagring vorgesehen ist. Die Erfindung läßt sich somit sowohl an einem einzelnen Überströmventil als auch bei mehreren Überströmventilen innerhalb eines Mehrkreisschutzventils verwirklichen.

Die DE-OS 29 51 297 zeigt ein Überströmventil in Verbindung mit einem Mehrkreisschutzventil mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen. Dabei ist eine gemeinsame, über die vier Überströmventile durchgehende Membran vorgesehen, die an den verschiedensten Stellen zwischen einem gemeinsamen Gehäusedeckel und dem gemeinsamen Gehäuse eingespannt und damit in nachteiliger Weise belastet ist. Diese gemeinsame Membran besitzt aufgrund ihrer Einspannung nicht nur solche Dichtungszonen, die gegenüber der Atmosphäre abdichten, sondern auch solche Zonen, bei denen direkt ein Kreis gegenüber dem benachbarten Kreis abgedichtet ist. Ist die Anpressung in diesem Bereich nicht mit der erforderlichen Dichtheit vollzogen, dann steht ein Kreis mit dem benachbarten Kreis in dauernder Verbindung und eine wesentliche Funktion des Mehrkreisschutzventils, nämlich die Absicherung eines Kreises gegnüber dem Nachbarkreis, ist damit nicht mehr erfüllt. Mit derartigen Undichtigkieten ist in relativ hohem Maße zu rechnen, auch wenn der gemeinsame Gehäusedeckel an vier oder fünf Stellen gespannt bzw. angepreßt wird. Eine derart gleichmäßige Anpressung, wie sie für die Dichtheit erforderlich isi.

ίο läßt sich an allen Stellen nur sehr schwer erzielen.

Seite der Membran einen Einsatzkörper, der auch den Einlaßsitz des Überströmventiles bildet. Zwischen dem Einspannrad der einzelnen Membranabschnitie und den Ventilsitzen können Stützringe vorgesehen sein, welche die Eindrückung der Ventilsitze in die Membran auf ein bestimmtes zulässiges Maß begrenzen. Damit bildet ein solcher Stützring einen gehäuseseitig abgestützten Anschlagring, an dem sich die Kraft der Feder über den Federteller und die Membran abstützt, so daß die Anpreßkraft des Federtellers über die Membran auf den Einiaßsiiz auf diese Weise begrenzt wird. Allerdings ist damit der Nachteil verbunden, daß die Membran nicht nur an ihrem Einspannrand, sondern auch zwischen Federteller und Stützring von der Kraft der Einstelifeder fortwährend zusammengepreßt wird. Eine gewisse Entlastung der Membran tritt damit nur im Bereich des Einlaßsitzes ein. Es versteht sich, daß die Membran hier jedoch nicht völlig entlastet werden kann, weil der Einlaßsitz ja seine Schließfunktion erfüllen muß und hier/u eine gewisse begrenzte Anpreßkraft erforderlich ist.

Die DE-PS 12 70 346 zeigt ein Drucküberwachungsventil, welches zwischen Kompressor und den Druckluftbehältern einer Druckluftbeschaffungsanlage an ähnlicher Stelle wie ein Mehrkreisschutzventil eingebaut ist. Dieses Drucküberwachungsventil besitzt zwei lose Membranen, die also gehäuseseitig nicht eingespannt sind und die in ihrem Randbereich nach An einer Manschettendichtung ausgebildet sind, so daß sie dori wie Rückschlagventile arbeite·?, d. h. £*^:ε Druckluft in der einen Richtung durchlassen, in der anderen Richtung aber absperren. Diese beiden !ösen Membranen werden in Verbindung mit einem beweglichen Kolben angeordnet und gegen die Stirnflächen dieses Kolbens über zwei Federn angepreßt, deren zugehörige Fedcrteller durch gehäuseseitige Anschläge begrenzt verschiebbar sind. Damit kann bei entsprechender Dimensionierung erreicht werden, daß die losen Membranen an dem Kolben mit einer begrenzten Anpreßkraft anliegen. Diese begrenzte Anpreßkraft wirkt allerdings nur so lange, wie in der Druckluftbeschaffungsanlage kein Defekt vorliegt. Tritt ein Defekt in einem Bremskreis auf, dann verläßt der Kolben seine Mittelstellung und die lose Membran wird dann über die zuvor genannte Feder auf der einen Seite voll belastet. Im übrigen crbringt die Abstützung dieser über die Federteller wirkenden Federn keinerlei Entlastung der Einlaßsitze der beiden Ventile, die mit Tauchkolben arbeiten, die iiber Federn wiederum vorgespannt sind, so daß der EinlaLlsitz von der vollen Kraft der auf den Tauchkolben wirkenden Feder belastet wird. Bei einem Defekt in einem Bremskreis ist es sogar so. daß diese volle Belastung des Einlaßsitzes durch eine Verschiebung des Kolbens aus seiner Mittelstellung heraus zusätzlich belastet wird. Somit werden bei diesem Druckübcrwaehungsvcntil auch

t>5 die losen Membranen einer erheblichen Belastung ausgesetzt, wodurch sich die Lebensdauer entsprechend verkürzt.

Die DE-OS 23 55 456 zeigt ein Mchrkreisschutzventil

mit mehreren Überströmventilen. Dabei ist für jedes Überströmventil eine gesonderte durchgehende Membran vorgesehen, die über den Umfang gehäuseseitig eingespannt und damit festgelegt ist. Die Kraft der Einstellfedcr wirkt über einen Ventilteller voll auf den Einlaßsitz des Überströmventils ein. Dieser Einlaßsitz ist an einem Einsatzkörper verwirklicht, der sich seinerseits wiederum an der Membran abstützt. Die Membran wird somit fortwährend nicht nur an ihrem eingespannten Umfangsrand, sondern auch im Bereich des Einsatzkörpers zusammengedrückt und damit in nachteiliger Weise von der vollen Kraft der Einstellfeder belastet Da die Membran aus Gummi bzw. gummiartigem Material besteht, besteht die Gefahr, daß dieser Werkstoff nach entsprechender Alterung und Fließvorgängen im Bereich des Federtellers bzw. des Einsatzkörpers durchgestanzt wird, so daß die Funktionssicherheit entfällt und die Membran ihre Lebensdauer beendet hat Auch das Einspannen der Membran entlang des Umfangsrandes ist für die Lebensdauer nachteilig, da die Membran hier einerseits dauernd kraftmäßig in axialer Richtung belastet und damit gequetscht ist und andererseits diese Einspannquetschung der notwendigen Bewegung der Membran entgegenwirkt bzw. die restliche Membran nur gegen diese Einspannung bewegbar ist Die Membran ist damit einer erheblichen Biegebeanspruchung bei entsprechender Bewegung ausgesetzt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Überströmventil, insbesondere in Verbindung mit einem Mehrkreisschutzventil, so weiterzubilden, daß die Membran durch Quetschung der Zusammendrückung vergleichsweise weniger belastet wird, so daß sich ihre Lebensdauer vergrößert und somit das Überströmventil seine Funktion sicher über längere Zeit erfüllen kann.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Anschlagring auf der der Einstellfeder zugekehrten Seile der Membran vorgesehen ist, daß die Membran an ihrem Außcriumfang eine Manschettendichtung aufweist mit der sie dichtend und einspannungslos im Zylinder am Gehäuse gelagert ist, und daß auf der der Einstellfeder des Überströmventils abgekehrten Seite der Membran im Gehäuse ein Membranstützkörper vorgesehen ist Die Membran des Überströmventils kann sich in ihrem Zylinder bewegen, indem sie einspannungslos gelagert ist Trotzdem kann sie ihre Dichtfunktion erfüllen, weil der Membranstützkörper vorgesehen ist. Dieser verhindert einen schrägen Einbau der lose im Zylinder eingelagerten Membran, dient also zunächst als Montagehilfe und stellt darüber hinaus sicher, daß die Membran nach dem Einbau bei der ersten druckmäßigen Beaufschlagung über die Manschettendichtung bereits Dichtheit erzielt, so daß die Funktion gewährleistet ist. Der Membranstützkörper verhindert weiterhin unzulässige Durchbiegungen der Membran im Bereich der Manschettendichtung. Er verhindert ferner, daß die empfindliche Kante der Manschettendichtung bei der Montage auf einen Gehäuseabsatz am Zylinder o. dgl. .iiifgepreßt werden kann. Die Membran dichtet mit ihrem Rand einmal den Überströmraum gegenüber dem die Einstellfeder im Gehäusedeckel aufnehmenden Ruum ab und bildet gleichzeitig die Dichtung zur Atmosphäre hin. Wenn das Überströmventil in Mehrfachanordnung in einem Mehrkreisschutzventil angewendet wird, wird damit gleichzeitig die Abdichtung des einen Überströmventils gegenüber dem anderen Überströmventil erreicht, und zwar ohne daß eine Vielzahl von AnprcBschrauben zwischen Gehäusedeckel und Gehäuseunteneil des Mehrkreisschutzventils vorgesehen sein müssen. Durch die einspannungslose Lagerung der Membran im Zylinder wird die empfindliche Kante der Manschettendichtung nicht beeinträchtigt, so daß diese ihre ordnungsgemäße Funktion hinsichtlich Dichtheit und langer Lebensdauer erfüllen kann. Die Membran unterliegt im Bereich ihrer einspannungslosen Lagerung nicht einer übermäßigen Biegebeanspruchung, da sie ggfs. ausweichen kann. Im Mittelbereich der Membran, also dort, wo das Einlaßventil gebildet ist, wird in

ίο der Schließstellung jedes Überströmventils nur eine bestimmte Anpreßkraft auf die Membran übertragen. Die restliche Kraft der Einstellfeder stützt sich in der Schließstellung des Einlaßventils an dem Anschlagring gehäuseseitig ab, und zwar ohne die Membran zusammenzudrücken. In der Offenstellung muß die Membran zwar die volle Kraft der Einstellfeder aufnehmen. Dies geschieht jedoch durch Anlage der Membran in einem Mittelbereich relativ großer Fläche an der Fläche des Federtellers und wirkt sich somit für die Lebensdauer der Membran nicht nachteilig aus.

Wenn das Überströmventil einen cs:\ Einlaßsitz tragenden Einsatzkörper aufweist, kann du" Membranstützkörper und der Einsatzkörper einstückig ausgebildet sein. Freilich besteht auch die Möglichkeit, daß der Membranstützkörper als gesondertes Teil im gemeinsamen Gel^use zusätzlich zu einem Einsatzkörper angeordnet ist. In beiden Fällen können Einsatzkörper und Membranstützkörper gehäusefest oder auch beweglich zum Gehäuse vorgesehen sein.

Die Membran ist vorteilhaft mit ihrer Manschettendichtung beweglich im Zylinder des Gehäuses gelagert Diese Beweglichkeit kann nach beiden Richtungen vorgesehen sein, wobei es sich versteht, daß die Beweglichkeit in Richtung auf die Einstellfeder nur einen begrenzten Weg einnehmen kann. Es ist aber auch möglich, die Membran mit ihrer Manschettendichtung in Öffnungsrichtung der Membran gegenüber dem Einlaßsitz gegen e'ijen Anschlag zu lagern, so daß lediglich eine Bewegungsmöglichkeit in der anderen Richtung vorgesehen ist. Dies dient der freien Einstellbarkeit und dem Schu'ze der empfindlichen Kante der Manschettendichtung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch da^r. Mehrkreis-Schutzventil und

F i g. 2 eine Draufsicht auf das Mehrkreis-Schutzventil gemäß F i g. 1. ausgebildet für vier Kreise.

Das Mehrkreis-Schutzventil weist ein gemeinsames Gehäuse 1 auf, in welchem die Einlaßsitze der Überströmventile 2, 3, 4, 5 gebildet bzw. untergebracht sind. Es kann ein gemeinsamer Gehäusedeckel 6 vorgesehen sein, der sich über sämtliche vier Überströmventile hinwej erstreckt und beispielsweise mit einer einzigen zentral angeordneten Befestigungsschraube 7 am Gehäuse 1 fixiert ist. Diese einfache Befestigung in Verbindung mit der möglichen Ausbildung des Gehäusedeckels 6 als Kunststoffspritzteil ist möglich, weil die randseitige Einspannung der Memb^rane der Überströmventile entfällt.

Selbstverständlich kann der Gehäusedeckel 6 auch in vier einzelne Gehäusedeckel unterteilt sein, die dann den Überströmventilen zugeordnet sind und jeweils am Gehäuse 1 zu befestigen sind.

Jedes Überströmventil 2,3,4,5 besitzt eine Membran 8 aus Gummi oder g.'mmiähnlichem Material, die im wesentlichen die Form einer durchgehenden Kreisscheibe aufweist und an ihrem äußeren Umfang mit einer Manschettendichtung 9 versehen ist. jede Mem

bran 8 ist mit ihrer Manschettendichtung 9 lose und einspannungslos, jedoch dichtend in einem Zylinder 10 im Gehäuse 1 gelagert. Im Gehäuse 1 ist beispielsweise an einem Einsatzkörper 11 ein Einlaßsitz 12 gebildet, der mit der Membran 8 das Einlaß- bzw. Durchlaßventil jedes Überströmventils 2, 3,4, 5 bildet. Der Einsatzkörper 11 kann einstückig zu einem stern- oder rippenförmig ausgebildeten Membranstützkörper 13 ausgeformt sein, dessen radial abstehende Arme die Membran 8 unterstützen. Der Membranstützkörper 13 kann selbstverstandlich auch als gesondertes Teil zu dem Einsatzkörper vorgesehen sein. Er dient auch als Montagehilfe, damit beim Einsetzen der Membran 8 mit ihrer Manschettendichtung 9 die Dichtkante der Manschettendichtung 9 nicht allzu weit in den Zylinder lOeingeschoben wird. Außerdem sichert der Membranstützkörper 13 eine ausgerichtete Lage der Membran 8 mit dichtender Anlage der Manschettendichlung 9 am Zylinder 10.

Der Einsaizkörpci ίί isi mi; Hilfe einer Dichtung !4 im Gehäuse 1 dichtend gelagert. Der Einsatzkörper 11 ist mit einem ihn zentral durchsetzenden Kanal 15 ausgestattet, der dem Durchfluß der Druckluft bei geöffnetem Überströmventil dient. Das Gehäuse 1 besitzt in üblicher und bekannter Weise verschiedene Anschlüsse, wie sie der Einfachheit halber in F i g. 2 angedeutet sind. Am Anschluß 16 erfolgt die Anströmung, so daß das Mehrkreis-Schutzventi! von dem Kompressor 17 über einen Druckregler 18 mit Druckluft versorgt wird. Diese Druckluft wird zunächst zu den beiden Überströmventilen 2 und 3 für die c «ten beiden Kreise I und Il geleitet. Von deren Anschlüssen 19 und 20 führen Leitungen zu Drucklufivorratsbehältern 21 und 22 und von dort wieder zurück zum Mehrkreis-Schutzventil an Anschlüsse 23 und 24. Sodann werden von dort die Überströmventile 4 und 5 angeströmt. Die Abströmung erfolgt über J5 Anschlüsse 25 und 26. so daß dort die Kreise III und IV beginnen.. Die Überströmventile 4 und 5 sind genauso ausgebildet, wie dies anhand von Fig. I für die Überströmventile 2 und 3 gezeigt ist.

Jedes Überströmventil 2, 3, 4, 5 besitzt oberhalb seiner Membran 8 einen Anschlagring 27. der zwischen dem Gehäuse 1 und dem Gehäusedeckel 6 ortsfest gelagert sein kann. Es ist auch möglich, einen gemeinsamen Anschlagring 27 für sämtliche Überströmventile vorzusehen. Der Anschlagring 27 muß nicht unbedingt in der Teilungsebene zwischen Gehäusedeckel 6 und Gehäuse 1 angeordnet werden, eine solche Anordnung ist jedoch zweckmäßig. Im Gehäusedeckel 6 ist jedes Überströmventil 2, 3, 4, 5 mit einer Etnstellfeder 28 versehen, die auf der einen Seite auf einer Stellschraube 29 mit Federteller gelagert ist. {ede Stellschraube 29 ist beispielsweise in einer Mutter 30. die als Metallteil in den beispielsweise aus Kunststoff bestehenden Gehäusedeckel 6 eingelegt ist. verdrehbar. Auf der anderen Seite stützt sich die Einsteilfeder 28 jeweils auf einem Federteller 31 ab, der an der Membran 8 aufliest. Der Durchmesser des Federtellers 31 ist größer als der Innendurchmesser des Anschlagrings 27, wobei auch die übrigen geometrischen Abmessungen dieser Teile so aufeinander abgestimmt sind, daß sich beim Schließen jedes Überstromventils im Bereich des Einlaßsitzes 12 nur eine gewisse begrenzte Zusammenpressung der Membran 8 ergibt. Diese Anpreßkraft wird durch das Aufsetzen des Federtellers 31 an dem Anschlagring 27 begrenzt Wie aus F i g. i ersichtlich ist. bildet der Anschlagring 27 zugleich eine Begrenzung für den ordnungsgemäßen Sitz der Membran 8 mit seiner Manschettendichtung 9 im Zylinder 10. Wie ersichtlich, wird die Membran 8 hier beim öffnen des Überströmventils auf ihrer vom Einlaßsit/ 12 gebildeten Kreisringflächc beaufschlagt. Erst mich dem öffnen ergibt sich die Gesamtfläche der Membran 8 als Wirkfläche, die in Verbindung mit der Kraft der Einstellfeder 28 den SchlieUdruck bestimmt. Die Funktion derartiger aus mehreren Überströmventilen zusammengesetzter Mehrkreis-Schutzventile ist bekannt und bedarf daher keiner Erläuterung.

Bezugszeichenliste	Gehäuse	Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
1	Überströmventil
2	Überströmventil
3	Überströmventil
4	Überströmventil
5	Gehäusedeckel
6	Befestigungsschraube
7	M.emhrnn
a	Manschettendichlung
9	Zylinder
10	Einsatzkörper
U	Einlaßsitz
12	Membranstützkörper
13	Dichtung
14	Kanal
15	Anschluß
16	Kompressor
17	Druckregler
18	Anschluß
19	Anschluß
20	Druckluf !vorratsbehälter
21	Druckluft vorratsbehälter
22	Anschluß
23	Anschluß
24	Anschluß
25	Anschluß
26	Anschlagring
27	Einstellfeder
28	Stellschraube
29	Mutter
30	Federteller
31

Claims

Patentansprüche:

1. Überströmventil, insbesondere für ein Mehrkreisschutzventil einer Druckluftbremsanlage von Kraftfahrzeugen, mit einem einen Zylinder aufweisenden Gehäuse und eine sich über einen Federteller sowie an einem Gehäusedeckel abstützenden Einstellfeder sowie einer einen Einlaßsitz durchgehend überspannenden Membran, wobei zur Begrenzung der Anpreßkraft am Einlaßsitz auf die Membran ein den Federteller gehäuseseitig abstützender Anschlagring vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagring (27) auf der der Einstellfeder (28) zugekehrten Seite der Membran (8) vorgesehen ist, daß die Membran (8) an ihrem Außenumfang eine Manschettendichtung (9) aufweist, mit der sie dichtend und einspannungslos im Zylinder (10) am Gehäuse (1) gelagert ist, und daß auf der der Pinstellfeder (28) des Oberströmventiles (2, 3, 4, 5) abgekehrten Seite der Membran (8) im Gehäuse (1) ein Membranstützkörper (13) vorgesehen ist.

2. Überströmventil nach Anspruch 1, mit einem den Einlaßsitz tragenden Einsatzkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Membranstützkörper (13) und der Einsatzkörper (11) einstückig ausgebildet sind.

3. Überströmventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (8) mit ihrer Manschetwndichtung (9) beweglich im Zylinder (10) des Gehäuses (1) gelagert is?

4. Überströmventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran '*) mit ihrer Manschettendichtung (9) in Öffnungsrichtung der Membran gegenüber dem Einlaßsitz(12) gegen einen Anschlaggelagertist.