-
-
Pneumatisches Kennungswandler-Ventil
-
Die Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisches Kennungswandler-Ventil
nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Bei einem Ventil dieser Art nach einem betriebsinternen Stand der
Technik wird die Ausgangskammer an die Unterdruckdose eines Modulierdrucksteuerschiebers
eines automatischen Gangwechselgetriebes angeschlossen, das einem mit Abgasrückführung
arbeitenden Dieselmotor nachgeschaltet ist. Der Modulierdrucksteuerschieber stellt
einen zur Motorlast abhängigen Modulierdruck ein, der zur Anpassung von Arbeits-und
Steuerdrücken in der Schaltvorrichtung verwendet wird.
-
Bei dem Kennungswandler-Ventil nach dem betriebsinternen Stand der
Technik sind die Eingangskammer an ein Unterdrucksteuerventil, das einen von der
Kraftstoffeinspritzmenge des Dieselmotores abhängigen Steuerunterdruck aussteuert,
angeschlossen und die Zwischenkammer nach Atmosphäre entlfiftet. Weiterhin ist bei
diesem Ventil die mit ihrer Außenwulst am Ventilgehäuse eingespannte, die Ausgangskammer
begrenzende ringförmige Kolbenmembrane mit der Ventilsitzscheibe, d.h.,
mit
der Ventilstellhülse nicht unmittelbar, sondern über eine weitere ringförmige Kolbenmembrane
verbunden, um der Kennung des Ausdgangsdruckes bei niedrigeren Steuereingangsdrücken
einen steileren Verlauf als bei höheren Steuereingangsdrücken zu geben.
-
Dagegen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, der Unterdruckdose
des Modulierdrucksteuerschiebers einen Ausgangsdruck zuzuführen, der durch das Kennungswandler-Ventil
an die Bedingungen eines durch einen Abgasturbolader aufgeladenen Dieselmotores
angepaßt ist und dessen Kennung daher einen stetigen Verlauf aufweisen muß.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei der Erfindung von dem Gedanken ausgegangen,
bei dem Kennungswandler-Ventil nach dem Ausgangspunkt der Erfindung die Eingangskammer
an den Abgw$ebgasturbolader und die Zwischenkammer an das den von der Kraftstoffeinspritzmenge
abhängigen Steuerunterdruck liefernde Unterdrucksteuerventil anzuschließen, so daß
die Eingangskammer unter Überdruck - dagegen die Zwischenkammer unter Unterdruck
stehen. Unter Anpassung an diese Gegebenheiten ist die erläuterte Aufgabe gemäß
der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
-
Bei dem Kennungswandler-Ventil nach der Erfindung ist ein stetiger
Verlauf des Ausgangsdruckes gegeben, weil letzterer lediglich eine einzige wirksame
Kolbenfläche beaufschlagt.
-
Bei dem Kennungswandler-Ventil nach der Erfindung ist durch die Ausgestaltung
der die Eingangskammer begrenzenden Kolbenmembrane eine einfache und wirksame Trennung
von Unter-
druck gegenüber Überdruck führenden Räumen erzielt.
-
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen des Kennungswandler-Ventiles
nach der Erfindung zum Gegenstand.
-
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines in der Zeichnung anhand eines Axialschnittes dargestellten Ausführungsbeispieles.
-
Ein Ventilgehäuse 1 besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen
Mittelteil 6 mit einer geometrischen Zentralachse 2-2 und zwei quer zu letzterer
verlaufenden Gehäusestirnwänden 8 und 9. Während der Mittelteil 6 mit der einen
Gehäusestirnwand 8 zu einem einteiligen topfförmigen Gehäuseteil 31 ausgebildet
ist, ist die andere Gehäusestirnwand 9 Teil eines den einseitig offenen Mittelteil
6 abschließenden Gehäusedeckels 30. Zu ihrer Befestigung sind diese beiden Teile
mit korrespondierenden Befestigungsflanschen 42 und 43 versehen, die gegenseitig
durch eine Ringdichtung 44 druckfest abgedichtet sind. Weiterhin sind die Befestigungsflansche
42 und 43 mit jeweils fluchtenden Nietdurchgängen 28 und 29 für Niete 32 versehen.
Zur druckfesten Abdichtung der Nietdurchgänge 28 und 29 ist auf den jeweiligen Niet
32 eine Ringdichtung 35 aufgezogen, die zwischen den beiden benachbarten Stoßflächen
33 und 34 der Befestigungsflansche 42 und 43 eingespannt ist.
-
Eine im Ventilgehäuse 1 zentrisch zur Hauptachse 2-2 angeordnete Einspannhülse
24 weist an ihren Enden je einen Ringflansch 45 bzw. 46 mit je einer Ringnut zur
Aufnahme ei-
ner Außenringwulst 12 bzw. 13 je eine Kolbenmembrane
4 bzw.
-
5 auf. Der Gehäusedeckel 30 verspannt die Außenringwulst 13 der Kolbenmembrane
5 gegen die Einspannhülse 24 und die Einspannhülse 24 über die Außenringwulst 12
der Kolbenmembrane 4 gegen die Gehäusestirnwand 8.
-
Die Kolbenmembrane 4 weist eine in sich geschlossene Scheibenform
auf, d.h., diese Membrane 4 ist im Gegensatz zu der anderen Membrane 5 nicht ringförmig.
Schließlich ist die Kolbenmembrane 4 mit einem zentrischen Befestigungspilz 18 einteilig
ausgebildet, der in eine zentrische Stirnöffnung 19 einer zur Zentralachse 2-2 zentrisch
und im Ventilgehäuse 1 axialverschiebbar angeordneten Ventilstellhülse 3 eingesetzt
ist.
-
An dem zur Stirnöffnung 19 entgegengesetzten Hülsenende weist die
Stellhülse 3 eine zu ihr zentrische und bewegungsfeste Ventilsitzscheibe 15 auf,
an deren Außenrand 20 die Innenringwulst 14 der ringförmigen Kolbenmembrane 5 fest
eingespannt ist.
-
Auf diese Weise ist eine von den Kolbenmembranen 4 und 5 eingeschlossene
Zwischenkammer 7 im Ventilgehäuse 1 gebildet, die mit einem Gehäusestutzen 37 in
offener Verbindung steht, über den ein Steuerunterdruck zuführbar ist, der von einem
Unterdrucksteuerventil eingestellt wird, welches in Abhängigkeit von der Leistungsanforderung
an einen Dieselmotor arbeitet.
-
Die Kolbenmembrane 4 und die Gehäusestirnwand 8 begrenzen
eine
Eingangskammer 10 des Ventilgehäuses 1, welche mit einem Gehäusestutzen 36 in offener
Verbindung steht, über den der Ladedruck eines Abgasturboladers des Dieselmotores
zuführbar ist.
-
Die Kolbenmembrane 5 und die Ventilsitzscheibe 15 schließen zusammen
mit der anderen Gehäusestirnwand 9 eine Ausgangskammer 11 ein, die mit einem Gehäusestutzen
38 in offener Verbindung steht, der über eine Unterdruckleitung an die Unterdruckdose
eines Modulierdruckschiebers eines dem Dieselmotor nachgeschalteten automatischen
Gangwechselgetriebes angeschlossen werden kann. Ein solcher Modulierdruckschieber
ist dazu verwendet, einen zur Anpassung von Schalt- und Steuerdrücken der Schaltvorrichtung
dienenden Modulierdruck zu liefern, der vom Lastzustand des Dieselmotores abhängig
ist.
-
Die Ventilsitzscheibe 15 weist einen zentrischen Ventildurchgang 16
auf, der in die Ausgangskammer 11 offen ausmündet und über ein Plattenventil 48
an die Zwischenkammer 7 angeschlossen ist, dessen Ventilschließplatte unter der
Wirkung einer Schließfeder 17 auf einem den Ventildurchgang 16 abschließenden ringförmigen
Ventilsitz 47 gehalten wird. Die Ausgangskammer 11 wird von einem in die gehäuseinnere
Mündung eines Gehäusestutzens 49 druck- und bewegungsfest eingesetzten Ventilsitzstutzen
50 durchsetzt, dessen inneres Stirnende einen mit der Ventilschließplatte des Plattenventiles
48 zusammenarbeitenden zweiten Ventilsitz 39 bildet. Der Gehäusestutzen 49 ist über
eine Unterdruckspeiseleitung an eine Unterdruckquelle - beispielsweise
eine
Unterdruckpumpe - angeschlossen.
-
Zwischen Ventilsitzscheibe 15 und Gehäusestirnwand 9 sind federnde
Mittel 40 abgestützt, die im Öffnungssinn hinsichtlich des zweiten Ventilsitzes
39 auf das Plattenventil 48 wirken.
-
Auf der der Gehäusestirnwand 9 entgegengesetzten Seite der Ventilsitzscheibe
15 ist ein ringförmiger Federteller 51 konzentrisch zwischen Einspannhülse 24 und
Ventilstellhülse 3 angeordnet, der als Widerlager für federnde Mittel 41 verwendet
ist, die im Öffnungssinne hinsichtlich des ersten Ventilsitzes 47 auf das Plattenventil
48 wirken.
-
Der Federteller 51 ist durch radiale Speichen 52 - die korrespondierende
Fensteröffnungen 56 in der Einspannhülse 24 durchsetzen, an einem konzentrisch zwischen
Einspannhülse 24 und Gehäuseteil 6 angeordneten Ringzahnrad 53 axial abgestützt.
-
Das Ringzahnrad 53 stützt sich in der auf die Gehäusestirnwand 8
weisenden Richtung der Zentralachse 2-2 über Neigungsflächen 55 an der Einspannhülse
24 ab, so daß beim Drehen des Ringzahnrades 53 die Vorspannung der federnden Mittel
41 verändert wird.
-
Das Ringzahnrad 53 kämmt mit einem Ritzel 54, das mit einer Ritzelwelle
26 einteilig ausgebildet ist, die außerhalb der Kolbenmembranen 4 und 5 und parallel
zur Hauptachse 2-2 in entsprechenden Lagern der Ringflansche 45 und 46 gelagert
ist und einen Wanddurchgang 25 der Gehäusestirnwand 8 nach außen durchsetzt. Der
Wanddurchgang 25 ist gegen die Ritzel-
welle 26 durch eine Ringdichtung
27 abgedichtet, die mit der Außenringwulst 12 der Kolbenmembrane 4 einteilig ausgebildet
ist. Auf diese Weise ist eine wirksame Abdichtung zwischen der Unterdruck führenden
Zwischenkammer 7, in der Ringzahnrad 53 und Ritzel 54 liegen, und der Atmosphäre
geschaffen.
-
In Anpassung der Kolbenmembrane 4 an den Überdruck der Bingangskammer
10 ist die Walkzone 21 dieser Membrane in bezug auf die Eingangskammer 10 nach außen
gewölbt. Aus dem gleichen Grunde ist in der Zwischenkammer 7 ein Stützring 22 für
die Kolbenmembrane 4 konzentrisch zwischen Walkzone 21 und Ringflansch 45 angeordnet
und mittels eines Flansches 57 und eines Gegenflansches 58 durch die Einspannhülse
24 gegenüber der Gehäusestirnwand 8 verspannt.
-
Um das Ansprechverhalten des Ventiles durch Verringerung der Toträume
zu verbessern, sind der Stützring 22 durch ein hülsenförmiges Füllstück 23 und der
Befestigungspilz 18 durch ein zapfenförmiges Füllstück 59 vergrößert.
-
Im stationären Betriebspunkt besteht Kräftegleichgewicht zwischen
der resultierenden Membrankraft aus dem gesteuerten Unterdruck der Zwischenkammer
7 (zur Gehäusestirnwand 8 gerichtet wegen der größeren Druckfläche von Kolbenmembrane
5 und Ventilsitzscheibe 15) - der Kraft aus dem Ladedruck (zur Gehäusestirnwand
9 gerichtet) - der Kraft auf die obere Kolbenmembrane 5 und die Ventilsitzscheibe
15 aus dem gewandelten Unterdruck der Ausgangskammer 11 (zur Gehäusestirnwand 9
gerichtet) und der Regelfederkraft (zur Gehäusestirnwand 8 gerichtet).
-
Steigt der gesteuerte Eingangsunterdruck vom Unterdrucksteuerventil
an, dann bewegt sich das Membranpaket 3,4,5 wegen der größeren oberen Druckfläche
in Richtung zur Gehäusestirnwand 8 und hebt damit das Ventilplättchen solange vom
Ventilsitz 39 ab, bis wiederum Kräftgleichgewicht auf einem höheren Unterdruckniveau
in der Ausgangskammer 11 erreicht ist. Das Ventilplättchen dichtet dann wieder ab.
-
Sinkt der Eingangsunterdruck ab, dann bewegt sich das Membranpaket
3,4,5 zur Gehäusestirnwand 9. Über den Ringspalt am Ventilsitz 47 kann dann bis
zum Kräftegleichgewicht Druckausgleich auf das entsprechend niedrigere Unterdruckniveau
der Ausgangskammer 11 erfolgen. Der Ringspalt schließt sich wieder.
-
Damit ergibt sich ladedruckabhängig eine Druckwandlung mit linear
ansteigender Kennlinie für den Steuerunterdruck der Ausgangskammer 11. Der Ladedruck
verschiebt die Kennlinie zu kleineren Unterdruckwerten.
-
Über die Feder 41 und den verstellbaren Federteller 51 ist eine Justierung
der Kennlinie möglich.
-
- Leerseite -