DE3723033A1 - Ventilvorrichtung zur wahlweisen herstellung oder unterbrechung einer leitungsverbindung zwischen zwei mit unterschiedlichem druck gefuellten kammern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung zur wahlweisen Herstellung oder Unterbrechung einer Leitungsverbindung der im Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 genannten Art.

Zum Schalten einer Leitungsverbindung zwischen zwei mit Druckmedium unterschied­ licher Drücke gefüllten Kammern werden je nach Druckdifferenz und je nach Größe des Durchflußquerschnitts der Leitungsverbindung mehr oder weniger große Stellkräfte zur Betätigung der Ventilvorrichtung benötigt. Je geringer diese Kräfte sind, desto schneller und einfacher kann diese Leitungsverbindung hergestellt werden.

Kleine Stellkräfte haben darüber hinaus den Vorteil, daß zur Betätigung der Ventilvorrichtung z. B. elektrische Hubmagnete eingesetzt werden können, die sehr geringe Schaltzeiten besitzen und für deren Unterbringung nur wenig Bauraum benötigt wird.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Ventilvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so auszubilden, daß für ihre Betätigung, d. h. zur Herstellung der Leitungsverbindung möglichst niedrige Stellkräfte erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange­ geben.

Erfindungsgemäß ist die Ventilvorrichtung quasi zweistufig ausgebildet. Der eigentliche Ventilkörper, der den Durchflußquerschnitt der Leitungsver­ bindung verschließt oder freigibt, ist mit einer Durchlaßöffnung versehen, deren Durchlaßquerschnitt um ein vielfaches kleiner ist als der durch den Ventilkörper verschließbare Durchflußquerschnitt und die ihrerseits durch eine durch eine Betätigungsvorrichtung ein- und ausschaltbare Hilfsventil­ vorrichtung nach Bedarf verschlossen oder geöffnet wird.

Beim Herstellen einer Leitungsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer wird bei der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung somit zunächst in einer ersten Schaltstufe durch Öffnen der Hilfsventilvorrichtung ein kleiner Durchflußquerschnitt zwischen der ersten und der zweiten Kammer geöffnet, wozu eine sehr geringe Stellkraft benötigt wird, und erst anschließend wird in einem zweiten Schaltschritt der volle Durchflußquerschnitt durch Abheben des Ventilkörpers von seinem Ventilsitz geöffnet, wozu nunmehr nur noch eine vergleichsweise geringe Stellkraft benötigt wird, weil durch das vorange­ gangene Öffnen des kleinen Durchflußquerschnitts ein Druckausgleich zwischen den beiden Kammern stattfinden konnte.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein Querschnitt einer Zweikammer- Luftfeder 1 einer Kraftfahrzeug-Luftfeder dargestellt, deren erste Kammer größeren Volumens und niedrigeren Drucks mit 2 und deren zweite Kammer kleineren Volumens und höheren Druckes mit 3 beziffert ist.

In der Behälterwand 14 zwischen der ersten Kammer 2 und der zweiten Kammer 3 ist ein Durchlaß 7 vorgesehen, der einen vergleichsweise großen Durchlaß­ querschnitt besitzt und normalerweise durch eine Ventilvorrichtung 4 ver­ schlossen ist, so daß beide Kammern 2 und 3 druckmäßig voneinander getrennt sind.

Die Ventilvorrichtung besteht aus einem plattenförmigen Ventilkörper 6, dessen Dichtflächen lediglich angedeutet sind, und einem ringförmigen Ventil­ sitz 5.

Der Ventilkörper 6 ist seinerseits mit einer Durchlaßöffnung 8 versehen, die einen im Vergleich zum Durchflußquerschnitt des Durchlasses 7 sehr kleinen Durchflußquerschnitt besitzt und ihrerseits normalerweise durch eine Hilfs­ ventilvorrichtung 9 verschlossen ist. Diese besteht wiederum aus einem platten­ förmigen Hilfsventilkörper 10 mit nur angedeuteten Dichtflächen und einem ringförmigen Hilfsventilsitz 11.

Die beiden plattenförmigen Ventilkörper 6 und 10 sind konzentrisch zueinander auf einem Stößel 12 gelagert, der von einem Elektromagneten 13 angetrieben wird und zum Öffnen bzw. Verschließen des Durchlasses 7 in Pfeilrichtung Hubbewegungen durchführen kann.

Der plattenförmige Hilfsventilkörper 10 ist fest, d. h. spielfrei am Stößel 12 befestigt. Der plattenförmige Ventilkörper 6 ist dagegen auf dem durch die Durchlaßöffnung 8 hindurchgreifenden Stößel 12 sowohl mit radialem als auch mit axialem Spiel gelagert. Durch das radiale Spiel wird der Durchfluß­ querschnitt der Durchlaßöffnung 8 bestimmt. Das axiale Spiel ermöglicht die zum Öffnen und Schließen der Hilfsventilvorrichtung 9 erforderliche Relativbewegung zwischen den beiden Ventilkörpern 6 und 10.

Durch diese Ausbildung ist sichergestellt, daß bei der Herstellung der Leitungs­ verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer beim Einschalten des Elektromagneten 13 durch den Stößel 12 stets erst der Hilfsventilkörper 10 von seinem Hilfsventilsitz 11 abgehoben wird und erst danach auch der Ventilkörper 6 der Ventilvorrichtung 4 von seinem Ventilsitz 5. Da die dem Druck der zweiten Kammer 3 ausgesetzte Fläche des Hilfsventilkörpers 10 vergleichsweise klein ist, ist dabei für das Abheben vom Ventilsitz 11 nur eine sehr geringe Stellkraft aufzubringen. Der vergleichsweise große platten­ förmige Ventilkörper 6 verbleibt hierbei wegen seines vorerwähnten axialen Spiels zunächst noch fest auf seinem Ventilsitz 5.

Erst wenn die Hubbewegung des Stößels 12 größer als dieses axiale Spiel geworden ist, wird auch der größere Ventilkörper 6 von seinem Ventilsitz abgehoben. Da durch die vorangegangene Öffnung der Durchlaßöffnung 8 ein Abbau der Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern 2 und 3 stattfinden konnte, wird auch zum Abheben des Ventilkörpers 6 eine nur noch sehr geringe Stellkraft benötigt, deren Größe u. a. auch davon abhängt, wie sehr diese Druckdifferenz verringert werden konnte.

Eine Optimierung der Stellzeit der Ventilvorrichtung bei gegebener Druck­ differenz zwischen den beiden Kammern 2 und 3 ist durch die Bemessung des Durchlaßquerschnitts der Durchlaßöffnung 8 in Verbindung mit den wirksamen Ventilflächen und der Hubkraft des Elektromagneten 13 möglich.

Claims (3)

1. Ventilvorrichtung zur wahlweisen Herstellung oder Unterbrechung einer Leitungsverbindung zwischen einer ersten Kammer, die mit einem Druckmedium ersten Drucks gefüllt ist, und einer zweiten Kammer, die mit einem Druck­ medium höheren zweiten Drucks gefüllt ist, mit einem Ventilsitz und einem dichtend darauf aufsitzenden Ventilkörper, der vom Druckmedium der zweiten Kammer in Richtung seines Ventilsitzes druckbeaufschlagt ist und durch eine an ihm angreifende Betätigungsvorrich­ tung gegen die Schließkraft des Druckmediums zweiten Drucks - den Durchlaß­ querschnitt der Leitungsverbindung freigebend - von seinem Ventilsitz abhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (6) seinerseits eine Durchlaß­ öffnung (8) kleineren Durchlaßquerschnitts aufweist, welche die erste Kammer (2) mit der zweiten Kammer (3) verbindet und durch eine auf dem Ventilkörper (6) gelagerte Hilfsventilvorrichtung (9) mit Hilfsventil­ sitz (11) und Hilfsventilkörper (10) wahlweise zu öffnen oder zu sperren ist, und daß durch die Betätigungsvorrichtung stets erst der Hilfsventilkörper (10) vom Hilfsventilsitz (11) abhebbar ist und erst danach auch der Ventil­ körper (6) vom Ventilsitz (5).

2. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ventilkörper (6) und Hilfsventilkörper (10) als konzentrisch angeordnete Ventilplatten ausgebildet sind und daß ein vorzugsweise elektromagnetisch betätigbarer Stößel (12) als Betätigungsvorrichtung mit axialem Spiel am Ventilkörper 6 und spielfrei oder zumindest mit geringerem axialen Spiel am Hilfsventilkörper (10) angreift.

3. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch seine Verwendung als unter Druck schaltbares Ventil in einer Zweikammer-Luftfeder (1) einer Kraftfahrzeugfederung.