DE3342951A1

DE3342951A1 - Betaetigungseinrichtung fuer zwei abhaengig voneinander betaetigbare ventile

Info

Publication number: DE3342951A1
Application number: DE19833342951
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 7310 Plochingen Dörrie; Paul 7290 Freudenstadt Schwerdt; Günter Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Weiger
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1983-11-26
Filing date: 1983-11-26
Publication date: 1985-06-05
Also published as: JPH0254260B2; FR2555775B1; IT8449197A0; IT1178259B; JPS60135354A; FR2555775A1; GB8429842D0; DE3342951C2; IT8449197A1; GB2151003B; US4617969A; GB2151003A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 14 591/4

Stuttgart EPT zl-gro

- 23. Nov. 1983 " o ·

Betätigungseinrichtung für zwei abhängig voneinander betätigbare Ventile

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungseinrichtung für zwei abhängig voneinander betätigbare Ventile. Beispielsweise seien hier ein Einlaß- und ein Auslaßventil zum Steuern der Bremsflüssigkeit eines Radbremszylinders eines mit einem Antiblockiersystem ausgerüsteten Fahrzeuges genannt. Diese Ventile sollen abhängig voneinander und überschneidungsfrei möglichst schnell arbeiten können, d.h., das normalerweise geschlossene Auslaßventil darf erst geöffnet werden, wenn das normalerweise geöffnete Einlaßventil geschlossen ist. Es sind piezoelektrisch betätigte Ventile mit Schaltzeiten unter 100 Mikrosenkunden und Blockierkräften bis 7000 Newton bekannt. Lediglich der Stellweg ist gering - etwa 0,07 mm. Bislang wurden für Einlaß- und Auslaßventil getrennte Ventile mit je einem elektromagnetischen oder piezoelektrischen Stellglied verwendet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Betätigungseinrichtung für zwei abhängig voneinander betätigbare Ventile zu schaffen, welche die geforderte Überschneidungsfreiheit gewährleistet und einen genügend großen Stellweg aufweist sowie einfach und preiswert herstellbar ist.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine derartige Ausbildung ermöglicht mit einem Stellglied die Betätigung beider Ventile. Es wird also ein Stellglied eingespart. Zudem ist die geforderte Überschneidungsfreiheit beider Ventile erfüllt, da das zweite erst betätig werden kann, wenn das erste seine Arbeitsstellung bereits erreicht hat. Als weiterer Vorteil, der insbesondere für piezoelektrische Stellglieder von Bedeutung ist, ist die Hebelübersetzung zwischen Stellglied und den Ventilstößeln zu nennen, die bei einer geometrischen Anordnung nach Patentanspruch 2 ein Verhältnis von 1:3 aufweist und zwar sowohl für das erste als auch für das zweite Ventil.

Einzelheiten eines Ausführungsbeipiels der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung sind anhand einer Zeichnung nachstehend erläutert. In der Zeichnung zeigen: 25

Figur la-c eine schematische Darstellung einer Betätigungseinrichtung und deren Funktion und

Figur 2 den Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel.

Figur 1 a zeigt in schematischer Darstellung ein in Ruhestellung offenes EinJaßventil 1 und ein in Ruhestellung

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geschlossenes Auslaßventil 2, bestehend aus einem ersten und zweiten Ventilkolben 3,4, die von einer ersten und zweiten Ventilfeder 5,6 in ihrer Ruhelage gehalten werden und über einen ersten und zweiten Ventilstößel 7, 8 betätigt werden. Beide Ventile sitzen in einem gemeinsamen, nur angedeuteten Gehäuse. Auf den beiden Ventilstößeln 7, 8 und auf einem gehäusefesten Lagerpunkt 9, die miteinander die Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks bilden, liegt ein Betätigungsglied 10, welches hier als die drei Auflagerpunkte verbindendes Dreieck A, B, C dargestellt ist. Die Ventilfeder 6 unterstützend ist in der Nähe des zweiten Ventilstößels 8 eine Druckfeder 11 zwischen einer gehäusefesten Ebene und dem Betätigungsglied angeordnet, die im Punkt D angreift und deren Federkraft größer als die der beiden Ventilfedern 5 und 6 ist. Im Mittelpunkt F des Dreiecks ABC greift das Stellglied, hier als Pfeil angedeutet, an. Die Druckfeder 11 kann auch im Punkt B angreifen; wegen der günstigeren schematischen Darstellung ist jedoch in der Zeichnung der auf der Verbindung B-C liegende Punkt D gewählt.

Wird nun das Stellglied nach unten bewegt, wird das Betätigungsglied 10 um die Kante C-I) gedreht, wobei Punkt A nach unten zu Punkt A¹ bewegt und das Einlaßventil 1 geschlossen wird. Diese Stellung ist in Figur Ib dargestellt. Die Drehachse in der Geraden C-D ist durch den festen Lagerpunkt C und die gegenüber der Ventilfeder 5 stärkere Druckfeder 11 bestimmt.

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Wird das Stellglied nun weiter nach unten bewegt, Figur Ic, so wechselt die Drehachse in die Verbindungsgerade A¹-Q,da der Punkt A¹ wegen des geschlossenen Einlaßventils 1 ebenfalls als fester Lagerpunkt anzusehen ist. Nun wird Punkt B nach unten zu Punkt B¹ bewegt und damit das Auslaßventil 2 geöffnet.

Infolge der geometrischen Anordnung der Punkte A, B und C a.ls Eckpunkte eines gleichseitigen Dreiecks und des Angriffspunktes F des Stellgliedes im Mittelpunkt bzw. Schwerpunkt desselben ergibt sich zugleich auch eine Hebelübersetzung, d.h. eine Verdreifachung des Stellweges der Ventilstößel 7 und 8 gegenüber dem Stellweg des Stellgliedes.

In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel im Schnitt dargestellt. In einem Ventilgehäuse 12 sind zwischen einer oberen Kammer 13 und einer unteren Kammer 14 das in Ruhelage offene Einlaßventil 1 mit dem ersten Ventilkolben und der ersten Ventilfeder 5 sowie das in Ruhelage geschlossene Auslaßventil 2 mit dem zweiten Ventilkolben und der zweiten Ventilfeder 6 angeordnet.

Das Druckmedium gelangt von einem nicht dargestellten Vorratsbehälter über eine Druckpumpe über eine Einlaßbohrung 15, den Ventilsitz 16 des Einlaßventils 1 sowie die Bohrungen 17a und 17b in die obere und untere Kammer 13 bzw. 1.4 und von der unteren Kammer 14 über eine Bohrung 18 zu einem nicht dargestellten Druckzylinder beispielsweise einer Radbremse.

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Von dort bzw. von der oberen oder unteren Kammer 13, gelangt es auf demselben Wege zurück oder über weitere Bohrungen 19a und 19b zum Ventilsitz 20 des Auslaßventils 2 und, wenn dieses geöffnet ist, über eine Rücklaufbohrung 21 zurück zum Vorratsbehälter. Zwischen der Einlaßbohrung 15 und der unteren Kammer 14 ist ein Sicherheits-Rückströmventil 22 angeordnet, durch welches der Druck im nicht dargestellten Druckzylinder abgebaut werden kann, wenn das Einlaßventil 1 aus irgendeinem Grund nicht öffnet und in der Einlaßbohrung 15 kein Druck vorhanden ist.

In der oberen Kammer 13 ist das Betätigungsglied 10 so angeordnet, daß es auf dem gehäusefesten Lagerpunkt 9, der als Kugel ausgebildet ist, aufliegt und in seiner gezeichneten Ruhelage vom ersten Ventilkolben 3, der zugleich als Ventilstößel dient, über die erste.Ventilfeder 5 und von der Druckfeder 11 gegen eine gehäusefeste Fläche 23 gedrückt wird. Der zweite Ventilstößel 8 des Auslaßventils liegt in Ruhestellung nicht am Betätigungsglied 10 an, sondern hat einen geringen Abstand von diesem..Der Grund dafür wird später erklärt.

Im Gehäuse 12 oberhalb der oberen Kammer 13 ist ein piezoelektrisches Stellglied 24 angeordnet, welches in nicht betätigtem Zustand auf dem in Ruhestellung befindlichen Betätigungsglied 10 aufliegt. Zum besseren Vergleich mit Figur 1 sind noch die Punkte A, B, C, D und F in Figur 2 eingezeichnet.

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" Die Funktionsweise der Vorrichtung wurde bereits oben (Beschreibung zu Figur la, b, c) näher beschrieben. Der Zwischenraum zwischen Ventilstößel 8 und dem Betätigungsglied 10 in Ruhestellung ist vorgesehen, damit beim Betätigen des Einlaßventils, wenn sich das Betätigungsglied um die Achse C-D dreht, nicht das Auslaßventil ein wenig geöffnet wird, da die Druckfeder trotz größerer Federkraft doch ein wenig nachgibt.

Bei der Verwendung als Drucksteuereinheit für:eine Radbremse eines Fahrzeuges kann also der Druck im nicht gezeichneten Radbremszylinder erhöht, (Figur la) konstant gehalten (Figur Ib) oder vermindert werden (Figur Ic). Der Vorteil dabei ist, daß dazu nur ein einziges Stellglied erforderlich ist, dessen Stellweg über eine Hebelübersetzung, die sowohl auf das Einlaß-, als auch auf das Auslaßventil gleichermaßen wirkt, vergrößert wird. Dazu kommt, daß die ganze Einheit in einem gemeinsamen Gehäuse mit wenigen Bauteilen preiswert, kompakt und störunanfällig untergebracht ist. 25

Leerseite -

Claims

Dairaler-Benz Aktiengesellschaft Daim 14 591/4 Stuttgart EPT zl-gro 23. Nov. 1983 Patentansprüche

1. Betätigungseinrichtung für zwei abhängig voneinander betätigbare Ventile,

dadurch gekennzeichnet, daß in einem für beide Ventile gemeinsamen Gehäuse (12) ein von einem Stellglied (24) verstellbares Betätigungsglied (10) vorgesehen ist, welches auf dem Stößel (7) des ersten Ventils (1), auf dem Stößel (8) des zweiten Ventils (2) und auf einem nicht auf der Verbindungslinie der beiden Ventilstößel liegenden gehäusefesten Lagerpunkt (9) aufliegt, wobei die beiden Ventile (1, 2) von Ventilfedern (5, 6) in ihrer Ruhelage gehalten werden, daß in der Nähe des zweiten Ventilstößels (8) eine sich zwischen einer gehäusefesten Ebene und dem Betätigungsglied (10) abstützende Druckfeder (11), deren Federkraft größer als die der Ventilfedern (5, 6) ist, angeordnet ist, und daß vom Stellglied (24), welches innerhalb der von den drei Auflagerpunkten (A, B, C) bestimmten Dreiecksfläche auf das Betätigungsglied (10) einwirkt, das Betätigungsglied während eines ersten Stellweges um eine vom gehäusefesten Lagerpunkt (C) und von der Druckfeder (11)

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bestimmte erste Drehachse (G-D) zum Betätigen des ersten Ventils gegen die Kraft der ersten Ventilfeder (5) kippbar ist und während eines zweiten Stellweges zum Betätigen des zweiten Ventils bei betätigtem ersten Ventil um eine vom gehäusefesten Lagerpunkt (C) und vom betätigten ersten Ventilstößel (7) bestimmte zweite Drehachse (C-A) gegen die Kraft der Druckfeder (11) kippbar ist.

2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet.

daß die Auflagerpunkte des Betätigungsgliedes (10) ein gleichseitiges Dreieck bilden, in dessen Mittelpunkt (I) das Stellglied (24) angreift.

3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß das erste Ventil (1) in Ruhelage geöffnet ist.

4. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das zweite Ventil (2) in Ruhelage geschlossen ist.