DE4230875A1 - Vorgesteuertes Druckregelventil - Google Patents
Vorgesteuertes DruckregelventilInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem vorgesteuerten
Druckregelventil, insbesondere für Niveauregeleinrichtungen
von Fahrzeugen zur aktiven Fahrwerksteuerung, der im
Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.
Niveauregeleinrichtungen dienen zur aktiven Steuerung des
Fahrwerks und hier vornehmlich der Radaufhängung eines
Fahrzeugs zwecks Unterdrückung von Positionsänderungen des
Fahrzeugaufbaus und Absorption von Stößen und damit zur
Erzielung eines komfortablen und stabilen Fahrverhaltens
des Fahrzeugs.
Bei einer bekannten Niveauregeleinrichtung
(DE 39 10 030 A1) wird das Druckregelventil über ein
Vorsteuerventil von einer elektrischen Steuereinheit
angesteuert. Die Steuereinheit steht mit einer Anzahl von
Fahrzeug-Höhenmessern in Verbindung, die den jeweiligen
Radaufhängungen zugeordnet sind und die relative Höhe des
Fahrzeugaufbaus in Bezug auf die Radträger abtasten.
Weiterhin sind Beschleunigungssensoren für Quer- und
Längsbeschleunigung des Fahrzeugs vorgesehen, die für den
Fahrzustand aussagefähige Parameter an die Steuereinheit
liefern. Aufgrund dieser Sensorsignale führt die
Steuereinheit eine Aufhängungs-Steuerung zur Unterdrückung
von Roll-, Wank- und Hubbewegungen des Fahrzeugaufbaus
durch, wozu die Drücke in den zwischen den Radaufhängungen
und dem Fahrzeugaufbau angeordneten hydraulischen
Arbeitszylindern oder Aktuatoren mittels entsprechender
Ansteuerung der den Aktuatoren jeweils zugeordneten
Druckregelventile entsprechend eingestellt werden.
Ein in einer solchen Niveauregeleinrichtung einsetzbares
vorgesteuertes Druckregelventil der eingangs genannten Art
ist in der DE-41 15 594.7 beschrieben. Bei drucklosem
Regelkreis nimmt dabei der Steuerschieber eine als sog.
fail safe-Stellung bezeichnete Grundstellung ein, in der er
alle Ventilanschlüsse abschließt. Zur Fahrwerksregelung
wird der Steuerschieber zunächst in eine Regelstellung
überführt, in welcher er ebenfalls alle Ventilanschlüsse
absperrt und aus dieser Regelstellung heraus er durch
Anheben oder Absenken des Steuerdrucks jeweils zwei der
drei Ventilanschlüsse miteinander verbindet. Das
Vorsteuerventil ist dabei mit einem Proportionalmagneten
ausgestattet, mit dem ein entsprechender Steuerdruck am
Steuerschieber erzeugt wird.
Bei solchen Niveauregeleinrichtungen hat sich gezeigt, daß
bei nicht aktiver Fahrwerksregelung, also in fail safe-
Stellung des Druckregelventils, dieses nicht so dicht
schließt, daß der Aktuatordruck über längere Zeit hinweg
gehalten wird. Zum Druckhalten im Aktuator hat man daher in
die Verbindungsleitung zwischen Druckregelventil und
Aktuator ein entsperrbares Rückschlagventil eingeschaltet,
wie dies beispielsweise in der Literaturstelle Götz
Lackmann "Hydraulik in Theorie und Praxis", Robert Bosch
GmbH, 1981, beschrieben ist. Das Aufsteuern des als
Sitzventil ausgebildeten Rückschlagventils erfolgt dabei
durch einen Steuerkolben, der über die Druckleitung vom
Druckregelventil her mit Druckmittel (z. B. Drucköl oder
Druckluft) beaufschlagt wird. Wegen der beim Öffnen und
Schließen des Sitzventils am Ventilsitz auftretenden,
mitunter recht großen Druckdifferenz und hohen
Strömungsgeschwindigkeiten sind Ventilglied und Ventilsitz
aus Metall, vorzugsweise Stahl, gefertigt und liegen
unmittelbar aufeinander, um eine hohe Lebensdauer des
Rückschlagventils sicherzustellen. Trotz der allgemeinen
guten Dichtwirkung von Sitzventilen treten auch bei
Präzisionsfertigung der metallischen Ventilabdichtung
unvermeidliche Leckagen auf, die bei
Niveauregeleinrichtungen in der Größenordnung von 0,5 bis 1
cm3/min je nach Ventilbauart, liegen. Dies führt dazu, daß
der Fahrzeugaufbau nach einer längeren Standzeit von
mehreren Stunden oder Tagen bis auf die Anschlagpuffer am
Fahrgestell oder an den Fahrzeugachsen absinkt.
Das erfindungsgemäße Druckregelventil mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat beim Einsatz
in solchen Niveauregeleinrichtungen den Vorteil, daß durch
das in das Ventilgehäuse integrierte Sitzventil mit z. B.
aus Weichgummi bestehender Elastomerdichtung eine
dauerhafte und langfristig zuverlässige Dichtigkeit des
Druckregelventils selbst erreicht wird. Die gegen hohe
Strömungsgeschwindigkeiten und Druckdifferenz empfindliche
und wenig resistente Weichgummidichtung wird durch die
erfindungsgemäße Anordnung außerhalb des Druckmittelstromes vor
Beschädigung bewahrt bzw. durch die Anbindung des Ventilglieds des
Sitzventils an den Steuerschieber des Druckregelventils bei dessen
Überführung aus der Grund- (fail safe) in die Regelstellung
aus der Verbindung zwischen den Ventilanschlüssen
ausgeschoben, noch bevor der Steuerschieber aus seiner
Regelstellung heraus den Druckmittelfluß (auch
Hauptvolumenstrom genannt) zwischen den Ventilanschlüssen
freigibt, und wird somit gegen Beschädigungen geschützt.
Diese konstruktive Maßnahme ermöglicht damit den Einsatz
von Weichgummidichtungen im Sitzventil, die bezüglich
Dichtigkeit den metallischen Dichtungen zwar hoch überlegen
sind, aber aufgrund ihrer Anfälligkeit gegen hohe
Druckdifferenzen und damit verbundenen hohen
Strömungsgeschwindigkeiten beim Öffnen und Schließen des
Sitzventils bei bisher bekannten Lösungen keine brauchbare
Lebensdauer aufweisen.
Durch die Ausbildung des Sitzventils im Ventilgehäuse ist
das sonst übliche separate Druckhalteventil bereits mit in
das Druckregelventil einbezogen und kann als separates
Bauteil in der Niveauregeleinrichtung entfallen. Dadurch
können einerseits Ventilbauteile doppelt genutzt und damit
erhebliche Einsparungen gegenüber der Bauweise von
getrenntem Druckhalte- und Regelventil erzielt werden und
andererseits wird durch Wegfall des separaten
Druckhalteventils die Zahl der Ventilanschlüsse und damit
auch die Zahl der möglichen Leckagestellen reduziert, so
daß die Dichtheit des Gesamtsystems insgesamt erhöht wird.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im
Anspruch 1 angegebenen Druckregelventils möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das
Ventilglied des Sitzventils in einer mit dem Ventilanschluß
für den Aktuator in Verbindung stehenden Ventilkammer
angeordnet und mit dem Steuerschieber gekoppelt. Der
Ventilsitz ist am Ventilgehäuse und die Ventilöffnung am
Steuerschieber ausgebildet und öffnet sich innerhalb des
Ventilsitzes zur Ventilkammer hin. Durch diese konstruktive
Gestaltung wird im Schließzustand des Sitzventils das
Ventilglied vom Aktuatordruck beaufschlagt und zusätzlich
zur Kraft der auf den Steuerschieber wirkenden
Rückstellfeder durch den Aktuatordruck auf den Ventilsitz
aufgepreßt. Damit liegt die Elastomerdichtung mit hoher
Druckkraft am Ventilsitz an und sorgt für eine extrem
zuverlässige Dichtheit des Sitzventils.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das
Ventilglied des Sitzventils als ein in der Ventilkammer
geführter Dichtungskolben ausgebildet und im Ventilgehäuse
ist eine mit einem weiteren Ventilanschluß verbundene
Anschlußbohrung vorgesehen, die im Bereich der Ventilkammer
derart mündet, daß in der Offenstellung des Sitzventils,
also bei aus seiner fail safe-Stellung ausgeschobenem
Steuerschieber, die Anschlußbohrung von dem Dichtungskolben
abgeschlossen ist. Dieser zusätzliche Ventilanschluß wird
in der Niveauregeleinrichtung mit einem gleichen
Ventilanschluß eines zweiten Druckregelventils verbunden,
der einen weiteren, an der gleichen Radachse angeordneten
Aktuator steuert. Durch diese sog. Querverbindung, in
welcher noch eine Drossel angeordnet ist, sind bei
geschlossenem Sitzventil, also in der fail safe-Stellung
des Steuerschiebers, die beiden eine Radachse zugeordneten
Aktuatoren miteinander verbunden. Durch diese
Querverbindung werden instabile Fahrzustände des Fahrzeugs
vermieden, die auftreten können, wenn infolge eines Defekts
in der Niveauregeleinrichtung das Sitzventil bei stark
unterschiedlichen Drücken in den Aktuatoren der linken und
rechten Radaufhängung der Radachse schließt. Die
Querverbindung mit darin enthaltener Drossel ermöglicht
dann den Druckausgleich zwischen den Aktuatoren und so die
Herbeiführung eines stabilen Fahrverhaltens.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist im
Dichtungskolben mindestens eine Durchgangsbohrung
vorgesehen, welche einerseits in der die Elastomerdichtung
tragenden Stirnseite außerhalb des von dieser umschlossenen
Bereichs und andererseits auf der von der Elastomerdichtung
abgekehrten Stirnseite des Dichtungskolbens mündet. Dadurch
wird sichergestellt, daß auch bei als Dichtungskolben
ausgebildetem Ventilglied der Aktuatordruck im
Schließzustand des Sitzventils auf den Dichtungskolben
wirkt und die Schließkraft des Sitzventils vergrößert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
der Steuerschieber aus einem in einem im Ventilgehäuse
gehaltenen Gehäusetopf axial verschieblichen,
becherförmigen äußeren Steuerkolben und aus einem im
äußeren Steuerkolben axial verschieblichen,
zylinderförmigen inneren Steuerkolben zusammengesetzt. Der
äußere Steuerkolben trägt stirnseitig einen Ventilstößel,
der durch eine Zentralbohrung im Gehäusetopf hindurchtritt
und endseitig das Ventilglied bzw. den Dichtungskolben des
Sitzventils trägt. Die radiale Steuerbohrung des
Steuerschiebers, mit welcher er die Ventilanschlüsse über
im Gehäusetopf ausgebildete Ringkanäle steuert, ist aus
einer Radialbohrung in der Zylinderwand des äußeren
Steuerkolbens und aus einem Ringkanal im Mantel des inneren
Steuerkolbens zusammengesetzt. Der Ringkanal ist mit einer
Axialbohrung verbunden, die vom inneren Steuerkolben durch
den mit dem äußeren Steuerkolben einstückigen Ventilstößel
bis zu einer Querbohrung im Ventilstößel verläuft, die bei
geöffnetem Sitzventil in die Ventilkammer hineinragt.
Radialbohrung im äußeren Steuerkolben und Ringkanal im
inneren Steuerkolben sind räumlich so angeordnet, daß mit
Anschlag des inneren Steuerkolbens am Bechergrund des
äußeren Steuerkolbens beide miteinander fluchten.
Gleichzeitig ist die Ansteuerung der beiden Steuerkolben so
getroffen, daß der innere Steuerkolben gegenüber dem
äußeren Steuerkolben zeitlich versetzt betätigt wird, so
daß Radialbohrung im äußeren Steuerkolben und Ringkanal im
inneren Steuerkolben erst zur Deckung gelangen, nachdem der
äußere Steuerkolben die Mittel- oder Regelstellung des
Steuerschiebers erreicht hat. Auf diese Weise wird eine
Relativverschiebung der beiden Steuerkolben des
Steuerschiebers erreicht, durch die der Hauptvolumenstrom
im Ventilgehäuse zwischen den Ventilanschlüssen erst
freigegeben wird, wenn der Steuerschieber seine
Regelstellung erreicht hat und das Sitzventil so weit
geöffnet ist, daß dein Ventilglied außerhalb des sich beim
Öffnen des Druckhalteventils einstellenden
Hauptvolumenstroms liegt. Umgekehrt wird zum Abdichten des
Sitzventils erst der Hauptvolumenstrom durch
Relativbewegung von äußerem und innerem Steuerkolben
unterbrochen, bevor der Steuerschieber in seine Grund- oder
fail safe-Stellung zurückgeführt wird und damit das
Ventilglied die Elastomerdichtung auf den Ventilsitz
aufpreßt.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Druckregelventils für
eine Niveauregeleinrichtung von Fahrzeugen,
schematisch dargestellt,
Fig. 2 ausschnittweise eine Prinzipschaltskizze einer
Niveauregeleinrichtung mit zwei einer Radachse
des Fahrzeugs zugeordneten Aktuatoren und
diesen zugeordneten Druckregelventilen gemäß
Fig. 1.
Die in Fig. 2 im Schaltbild ausschnittweise skizzierte
hydraulische Niveauregeleinrichtung für ein Fahrzeug dient
dazu, die Niveaulage des Fahrzeugs und die relative
Bewegung des Fahrzeugaufbaus zu einem Fixpunkt zu regeln.
Die Radträger gehören zu vorne links und rechts und hinten
links und rechts angeordneten Aufhängemechanismen und
tragen drehbar entsprechende Räder. Zwischen dem
Fahrzeugaufbau und jedem Radträger ist ein hydraulischer
Arbeitszylinder oder Aktuator angeordnet, von denen in
Fig. 2 nur die beiden Aktuatoren 10 und 10′ dargestellt
sind, die an den beiden zu einer Fahrzeugachse gehörenden
Radaufhängungen angelenkt sind. Jeder Aktuator 10, 10′ weist
einen in einem Hydraulikzylinder 11 axial verschieblich
geführten Arbeitskolben 12 auf, der im Hydraulikzylinder 11
eine mit Hydrauliköl oder einem sonstigen Fluid gefüllte
Arbeitskammer 13 begrenzt. Zur Steuerung des Drucks in der
Arbeitskammer 13 ist jedem Aktuator 10, 10′ ein
Druckregelventil 14 bzw. 14′ zugeordnet. Beide nachfolgend
noch im einzelnen beschriebenen Druckregelventile 14, 14′
sind identisch aufgebaut. Jedes Druckregelventil 14, 14′
weist vier Ventilanschlüsse 16-19 und einen
Steueranschluß 20 auf. An den Steueranschlüssen 20 ist
jeweils ein elektrisch betätigtes Vorsteuerventil 21 bzw.
21′ angeschlossen. Die beiden Vorsteuerventile 21 bzw. 21′
sind ebenso wie die zweiten Ventilanschlüsse 17 der beiden
Druckregelventile 14, 14′ mit einer Druckmittelsenke 23
verbunden, die von einem Hydraulikölbehälter gebildet ist.
Die ersten Ventilanschlüsse 16 sind mit einer
Druckmittelquelle 22 in Form einer aus dem
Hydraulikölbehälter fördernden Pumpe verbunden. An den
dritten Ventilanschlüssen 18 liegen die Druckleitungen 15
bzw. 15′, so daß erstere mit den Arbeitskammern 13 der
Aktuatoren 10, 10′ verbunden sind. Die vierten
Ventilanschlüsse 19 der beiden Druckregelventile 14, 14′
sind über eine Querverbindung 24, in welcher eine Drossel
25 angeordnet ist, unmittelbar miteinander verbunden. An
der Drosselstelle kann die Querverbindung 24 über ein
normalerweise gesperrtes 2/2-Wegemagnetventil 26 mit
Federrückstellung vorübergehend mit der Druckmittelsenke 23
verbunden werden. Zur Sicherstellung eines konstanten
Systemdrucks sind an den Arbeitskammern 13 der Aktuatoren
10, 10′ sowie an dem Ausgang der Druckmittelquelle 22
Druckspeicher 27, 27′ bzw. 28 angeschlossen. Vor und hinter
dem Anschluß des Druckspeichers 28 an der Druckmittelquelle
22 ist ein Rückschlagventil 29 bzw. 30 angeordnet. Die
beiden Vorsteuerventile 21, 21′ werden von einer hier nicht
dargestellten Steuereinheit mit einem entsprechenden
Erregerstrom angesteuert.
Das Druckregelventil 14, das identisch dem Druckregelventil
14′ ist, ist in Fig. 1 im einzelnen dargestellt. In dem
dort skizzierten Längsschnitt des Druckregelventils 14 ist
mit 31 insgesamt das Ventilgehäuse bezeichnet, das
dreiteilig ausgeführt ist und aus einem hülsenartigen
Gehäusezylinder 311 und zwei die Stirnseiten des
Gehäusezylinders 311 abdeckenden Stirndeckeln 312 und 313
besteht. In dem Gehäusezylinder 311 ist ein Gehäusetopf 32
gehalten, der an einer ringförmigen Anschlagschulter im
Gehäusezylinder 311 anliegt und vom Stirndeckel 313 im
Gehäusezylinder 311 unverschieblich gehalten wird. Der
Topfboden 321 des Gehäusetopfs 32 begrenzt zusammen mit dem
Stirndeckel 312 eine Ventilkammer 34, in welcher zwei
Radialbohrungen 35, 36 münden, von denen die erste
Radialbohrung 35 mit dem dritten Ventilanschluß 18 des
Druckregelventils 14 und die zweite Radialbohrung 36 mit
dem vierten Ventilanschluß 19 in Verbindung steht. Die
Ventilkammer 34 ist durch eine Ringdichtung 37, die in
einer Ringnut im Gehäusezylinder 311 einliegt und sich an
die Topfwand 322 des Gehäusetopfes 32 andrückt, gegenüber
dem Gehäusetopf 32 abgedichtet. In der Topfwand 322 des
Gehäusetopfes 32 sind zwei im Axialabstand voneinander
angeordnete Ringkanalpaare, bestehend aus den
konzentrischen Ringkanälen 38, 39 bzw. 40, 41 angeordnet. Die
Ringkanäle 38, 40 sind dabei in die Innenfläche der Topfwand
322 und die Ringkanäle 39, 41 in die Außenfläche der
Topfwand 322 eingestochen. Die Ringkanäle 38, 39 bzw. 40, 41
eines Ringkanalpaares sind miteinander durch Bohrungen 42
bzw. 43 verbunden. Der äußere Ringkanal 39 steht über eine
Radialbohrung 44 mit dem ersten Ventilanschluß 16 und der
äußere Ringkanal 41 über eine Radialbohrung 45 mit dem
zweiten Ventilanschluß 17 in Verbindung.
Im Innern des Gehäusetopfes 32 ist ein zweiteiliger
Steuerschieber 46 axial verschieblich geführt, der mit
einem stirnseitig axial vorstehenden Ventilstößel 47 durch
eine Zentralbohrung 48 im Topfboden 321 des Gehäusetopfes
32 bis in die Ventilkammer 34 hindurchragt. Im
Steuerschieber 46 ist eine Axialbohrung 49 ausgebildet, die
einerseits in einer Querbohrung 50 und andererseits in
einer radial in den Steuerschieber 46 eingebrachten
Steuerbohrung 51 mündet. Die Steuerbohrung 51 ist so
angeordnet, daß sie in einer bestimmten Verschiebeposition
des Steuerschiebers 46, die in Fig. 1 dargestellt ist,
zwischen den beiden inneren Ringkanälen 38, 40 in der
Topfwand 322 des Gehäusetopfes 32 liegt und von der
Topfwand 322 abgedeckt wird. Die Querbohrung 50 steht in
dieser Stellung des Steuerschiebers 46 in die Ventilkammer
34 vor, so daß eine Verbindung zwischen der Ventilkammer 34
und der Steuerbohrung 51 besteht. Die Steuerbohrung 51
bildet sowohl mit dem Ringkanal 38 als auch mit dem
Ringkanal 40 eine Steuerkante, so daß durch Verschieben des
Steuerschiebers 46 nach links oder rechts in Fig. 1 der
Ringkanal 38 bzw. 40 aufgesteuert wird und somit der erste
Ventilanschluß 16 oder der zweite Ventilanschluß 17 mit der
Ventilkammer 34 und somit mit dem dritten Ventilanschluß 18
verbunden ist.
In der Ventilkammer 34 ist ein Sitzventil 52 ausgebildet,
dessen Ventilglied als in der Ventilkammer 34 geführter
Dichtungskolben 53 ausgebildet ist. Der Dichtungskolben 53
ist auf die Stirnseite des Ventilstößels 47 aufgesetzt. Am
Dichtungskolben 53 stützt sich eine Rückstellfeder 54 für
den Steuerschieber 46 ab, die jeweils in einer
zylindrischen Ausnehmung 55 im Stirndeckel 312 und in einer
ringförmigen Ausnehmung 56 in der Stirnseite des
Dichtungskolbens 53 geführt ist. Der Ventilsitz 57 des
Sitzventils 52 ist auf der die Ventilkammer 34 begrenzenden
Außenwand des Topfboden 321 ausgebildet. Auf seiner dem
Ventilsitz 57 zugekehrten Stirnseite trägt der
Dichtungskolben 53 eine ringförmige Elastomerdichtung 58,
die beispielsweise aus Weichgummi besteht. Im
Dichtungskolben 53 sind noch mehrere Schrägbohrungen 59
eingebracht, die unter einem Winkel von etwa 45° verlaufen
und einerseits an der die Elastomerdichtung 58 tragenden
Stirnseite des Dichtungskolben 53, hier außerhalb des von
der Elastomerdichtung 58 umschlossenen Bereiches, und
andererseits an der gegenüberliegenden Stirnseite des
Dichtungskolbens 53 in der ringförmigen Ausnehmung 56
münden. Diese Schrägbohrungen 59 stellen sicher, daß die
von der Elastomerdichtung 58 abgekehrte Stirnseite des
Dichtungskolbens 53 immer mit dem am dritten Ventilanschluß
18 anstehenden Aktuatordruck beaufschlagt wird und somit
der Aktuatordruck neben der Federkraft der Rückstellfeder
54 zum Aufpressen der Elastomerdichtung 58 auf den
Ventilsitz 57 herangezogen wird. Der Dichtungskolben 53 auf
dem Ventilstößel 47 ist so ausgebildet, daß er in der in
Fig. 1 dargestellten Schieberposition des Steuerschiebers
46, in welcher er seine sog. Regelstellung einnimmt, aus
welcher heraus er die Ringkanäle 38 und 40 aufsteuert bzw.
verschließt, die mit dem vierten Ventilanschluß 19
verbundene zweite Radialbohrung 36 verschließt. Dabei ist
gleichzeitig der Dichtungskolben 53 so weit in der
Ventilkammer 34 verschoben, daß die auf seiner Rückseite
befindliche Elastomerdichtung 58 aus dem Hauptvolumenstrom
ausgeschoben ist, der sich zwischen der mit dem dritten
Ventilanschluß 18 in Verbindung stehenden ersten
Radialbohrung 35, der Querbohrung 50, der Axialbohrung 49
und der Steuerbohrung 51 einstellt, wenn der Steuerschieber
46 den Ringkanal 38 oder den Ringkanal 40 auf steuert. Damit
liegt die Elastomerdichtung 58 weit außerhalb des Bereichs
größerer Strömungsgeschwindigkeiten und wird dadurch nicht
beschädigt. Nahe dem Grunde des Gehäusetopfes 32 ist in die
Topfwand 322 noch mindestens eine radiale
Entlastungsbohrung 60 eingebracht, die über eine im
Gehäusezylinder 311 verlaufende Verbindungsbohrung 61 mit
dem zweiten Ventilanschluß 17 für die Druckmittelsenke 23
verbunden ist. Damit kann am Grunde des Gehäusetopfes 32
sich ansammelndes Lecköl zur Druckmittelsenke 23 hin
abgeführt werden. Des weiteren ist die mit dem ersten
Ventilanschluß 16 in Verbindung stehende Radialbohrung 44
über eine im Gehäusezylinder 311 axial verlaufende
Drosselbohrung 62 mit einer an der vom Topfboden 321 des
Gehäusetopfes 32 abgekehrten Stirnseite des Steuerschiebers
46 ausgebildeten Steuerkammer 63 verbunden, die mit dem
Steueranschluß 20 in Verbindung steht. Dadurch kann bei
geschlossenem Vorsteuerventil 21 sich ein Steuerdruck in
der Steuerkammer 63 aufbauen.
Der zweiteilige Steuerschieber 46 ist aus einem im
Gehäusetopf 32 axial verschieblichen, den Ventilstößel 47
einstückig tragenden, becherförmigen äußeren Steuerkolben
64 und aus einem dazu koaxialen, im äußeren Steuerkolben 64
axial verschieblichen, zylinderförmigen inneren
Steuerkolben 65 zusammengesetzt. Gleichzeitig wird die
radiale Steuerbohrung 51 des Steuerschiebers 46 aus einer
Radialbohrung 511 in dem äußeren Steuerkolben 64′ und einem
Ringkanal 512 im Mantel des inneren Steuerkolbens 65
gebildet, der über eine Radialbohrung 513 mit der
Axialbohrung 49 verbunden ist. Die Axialbohrung 49 setzt
sich aus zwei untereinander fluchtenden Bohrungsabschnitten
im inneren Steuerkolben 65 und äußeren Steuerkolben 64 mit
Ventilstößel 47 zusammen. Radialbohrung 511 und Ringkanal
512 sind räumlich relativ zueinander so angeordnet, daß
beide erst mit Anschlag des inneren Steuerkolbens 65 am
Bechergrund des äußeren Steuerkolbens 64 (Fig. 1)
miteinander fluchten und somit die Steuerbohrung 51
herstellen. Dabei ist die Ansteuerung der beiden
Steuerkolben 64, 65 so getroffen, daß der innere
Steuerkolben 65 gegenüber dem äußeren Steuerkolben 64
zeitlich so versetzt betätigt wird, daß Radialbohrung 511
und Ringkanal 512 erst zur Deckung gelangen, nachdem der
äußere Steuerkolben 64 die in Fig. 1 dargestellte
Regelsteilung des Steuerschiebers 46 erreicht hat. Der
innere Steuerkolben 65 stützt sich dabei über eine
Druckfeder 66 am Bechergrund des äußeren Steuerkolbens 64
ab und auf der dem Bechergrund zugekehrten Stirnseite des
inneren Steuerkolbens 65 mündet ein Entlastungskanal 67,
der durch den inneren Steuerkolben 65 hindurch bis zu einem
Ringkanal 68 im Mantel des inneren Steuerkolbens 65 geführt
ist. In der Zylinderwand des äußeren Steuerkolbens 64 sind
zwei Entlastungsbohrungen 69, 70 im Axialabstand radial
eingebracht. Ihre räumliche Anordnung ist so getroffen, daß
sie mit Erreichen der in Fig. 1 dargestellten Regelstellung
des Steuerschiebers 46 durch den äußeren Steuerkolben 64
von dem inneren Ringkanal 40 in der Topfwand 322 des
Gehäusetopfes 32 überdeckt werden. Liegt der innere
Steuerkolben 65 am Bechergrund des äußeren Steuerkolbens 64
an, so überdeckt der Ringkanal 68 im inneren Steuerkolben
65 ebenfalls die beiden Entlastungsbohrungen 69, 70, und am
Bechergrund vor der Stirnseite des inneren Steuerkolbens 65
vorhandenes Lecköl kann zum zweiten Ventilanschluß 17 hin
abfließen. Bei Wegfall der Druckbeaufschlagung am inneren
Steuerkolben 65 verschiebt die Druckfeder 66 den inneren
Steuerkolben 65 relativ zum äußeren Steuerkolben 64 so
weit, daß die Entlastungsbohrungen 69, 70 aus dem Ringkanal
68 im inneren Steuerkolben 65 austreten und der Ringkanal
68 von der Zylinderwand des äußeren Steuerkolbens 64
abgedeckt ist.
Zur Betätigung des aus den beiden Steuerkolben 64, 65
zusammengesetzten Steuerschiebers 46 ist ein erster
Betätigungskolben 71 axial verschieblich im Gehäusetopf 32
geführt, der mit seiner einen Stirnseite zusammen mit dem
rechten Stirndeckel 313 die Steuerkammer 63 begrenzt und an
seiner gegenüberliegenden Stirnseite mit einem
durchmesserkleineren zweiten Betätigungskolben 72 starr
verbunden ist, der in eine stirnseitige Ausnehmung 83 im
inneren Steuerkolben 65 hineinragt und dort mit dieser
Ausnehmung 83 eine Hilfssteuerkammer 73 begrenzt. Die
beiden Betätigungskolben 71, 72 sind hier miteinander
einstückig ausgeführt. Auf der die Steuerkammer 63
begrenzenden Stirnseite trägt der erste Betätigungskolben
71 einen zentralen, zylindrischen Axialvorsprung 74, der
formschlüssig in eine Ausnehmung 75 im rechten Stirndeckel
313 hineinragt. Die Kolbenanordnung wird von einer
Axialbohrung 76 durchzogen, die einerseits an der
Stirnseite des Axialvorsprungs 74 und andererseits in der
die zweite Hilfssteuerkammer 73 begrenzenden Stirnfläche
des zweiten Betätigungskolbens 72 mündet. Die Steuerkammer
63 steht durch eine Durchgangsbohrung 77 im Stirndeckel 313
mit dem am Stirndeckel 313 vorgesehenen Steueranschluß 20
in Verbindung. Im Gehäusetopf 32 ist eine Ringschulter
ausgebildet, die einen den Verschiebeweg der
Betätigungskolben 71, 72 begrenzenden Anschlag 78 bildet.
Der Anschlag 78 ist so festgelegt, daß der äußere
Steuerkolben 64 die in Fig. 1 dargestellte Regelstellung
des Steuerschiebers 46 noch nicht erreicht hat, wenn der
erste Betätigungskolben 71 sich an den Anschlag 78 anlegt.
Die Axialbohrung 76 in den Betätigungskolben 71,72 ist
durch mindestens eine Querbohrung 79 mit einem zwischen
Betätigungskolben 71 und Topfwand 322 verbleibenden
Ringspalt 80 verbunden, der nur zu der von der Steuerkammer
63 abgekehrten Stirnseite des Betätigungskolbens 71 hin
offen ist. Dadurch wird eine Verbindung zwischen der
Hilfssteuerkammer 73 und einem zum zweiten
Betätigungskolben 72 konzentrischen Ringraum 81 im
Gehäusetopf 32 hergestellt, der von den Stirnseiten der
beiden Steuerkolben 64, 65 und der diesen zugekehrten
Stirnseite des ersten Betätigungskolbens 71 begrenzt wird.
Dieser Ringraum 81 steht über einen Entlastungskanal 82,
der in der Topfwand 322 des Gehäusetopfes 32 und in dem
Gehäusezylinder 311 des Ventilgehäuses 31 verläuft, mit dem
Ventilanschluß 17 für die Druckmittelsenke 23 in
Verbindung.
Die Wirkungsweise des Druckregelventils in Verbindung mit
der Niveauregeleinrichtung gemäß Fig. 2 ist wie folgt:
Bei vollständig geöffnetem Vorsteuerventil 21 ist die
Steuerkammer 63 mit der Druckmittelsenke 23 verbunden und
drucklos. Die Druckfeder 66 hat den inneren Steuerkolben 65
teilweise aus dem äußeren Steuerkolben 64 ausgeschoben und
unter dem Druck der Rückstellfeder 54 liegt der innere
Steuerkolben 65 stirnseitig an dem zweiten
Betätigungskolben 72 an, der sich mit seinem zentralen
Axialvorsprung 74 am Grunde der Ausnehmung 75 im
Stirndeckel 313 abstützt. Der Dichtungskolben 53 in der
Ventilkammer 34 ist durch die Rückstellfeder 54 mit seiner
Elastomerdichtung 58 auf den Ventilsitz 57 aufgedrückt und
damit das Sitzventil 52 geschlossen. Die Radialbohrung 36
zu dem vierten Ventilanschluß 19 ist von dem
Dichtungskolben 53 freigegeben. Bedingt durch die
Schrägbohrungen 59 ist die mit dem dritten Ventilanschluß
18 kommunizierende Radialbohrung 35 mit der Ventilkammer 34
und damit mit dem vierten Ventilanschluß 19 verbunden.
Damit wirkt der Aktuatordruck in der Arbeitskammer 13 des
Aktuators 10 auf den Dichtungskolben 53 und erhöht die
Anpreßkraft der Elastomerdichtung 58 auf dem Ventilsitz 57.
Zugleich sind die Arbeitskammern 13 der Aktuatoren 10 und
10′ über die Querverbindung 24 miteinander verbunden, so
daß die Aktuatordrücke in beiden Aktuatoren 10, 10′
ausgeglichen sind. Die übrigen drei Ventilanschlüsse 16, 17
und 18 sind durch den Steuerschieber 46 abgeschlossen.
Bei anstehendem Versorgungsdruck der Druckmittelquelle 22
an dem ersten Ventilanschluß 16 wird das Vorsteuerventil 21
kurzzeitig soweit wie möglich geschlossen. Dadurch baut
sich über die Drosselbohrung 62 vor dem Vorsteuerventil 21
in der Steuerkammer 63 ein hoher Druck auf, der auf die
große Steuerfläche des ersten Betätigungskolbens 71 wirkt.
Die resultierende Kraft bewirkt eine Verschiebung der
Betätigungskolben 71, 72 und des an dem zweiten
Betätigungskolben 72 anliegenden inneren Steuerkolbens 65
in Öffnungsrichtung. Über die Druckfeder 66 wird der äußere
Steuerkolben 64 gegen die Kraft der Rückstellfeder 54
ebenfalls verschoben. Der Dichtungskolben 53 mit der
Elastomerdichtung 58 hebt von dem Ventilsitz 57 ab und
bewegt die Elastomerdichtung 58 aus dem Hauptvolumenstrom.
Gleichzeitig beginnt die Umfangsfläche des Dichtungskolbens
53 die zu dem vierten Ventilanschluß 19 führende
Radialbohrung 36 zu verschließen. Der innere Steuerkolben
65 ist noch nicht vollständig in den äußeren Steuerkolben
64 eingefahren, da das an der Stirnseite des inneren
Steuerkolbens 65 befindliche Ölvolumen nur durch Leckage
über die eng zu haltende Passung zwischen den beiden
Steuerkolben 64, 65 entweichen kann. Sobald der erste
Betätigungskolben 71 an seinem Anschlag 78 am Gehäusetopf
32 anschlägt, taucht der Axialvorsprung 74 am ersten
Betätigungskolben 71 aus der Ausnehmung 75 aus und die
Axialbohrung 76 wird freigegeben, wodurch die Steuerkammer
63 mit der Hilfssteuerkammer 73 verbunden wird. Damit
gelangt Steuerdruck auf die die Hilfssteuerkammer 73
begrenzende Stirnfläche des inneren Steuerkolbens 65. Auf
den äußeren Steuerkolben 64 wirken damit folgende Kräfte:
Die Kraft der Rückstellfeder 54, der Aktuatordruck in der
Ventilkammer 34 mit der durch den Querschnitt des
Ventilstößels 47 bestimmten Wirkfläche und dagegen der
Steuerdruck auf der eben beschriebenen Stirnfläche des
inneren Steuerkolbens 65. Da der innere Steuerschieber 65
noch nicht ganz in den äußeren Steuerkolben 64 bis zu
dessen Grund eingefahren ist, sind die Radialbohrung 511 im
äußeren Steuerkolben 64 und der Ringkanal 512 im inneren
Steuerkolben 65, die zusammen die Steuerbohrung 51 bilden,
nicht übereinander geschoben, und damit ist noch keine
Verbindung zur Ventilkammer 34 hergestellt. Steigt der
Steuerdruck weiter an, so bewegt sich mit dem inneren
Steuerkolben 65 der äußere Steuerkolben 64 in Fig. 1 nach
links bis die Radialbohrung 511 im äußeren Steuerkolben 64
zwischen den beiden inneren Ringkanälen 38, 40 im
Gehäusetopf 32 zu liegen kommt und der äußere Steuerkolben
64 damit die Mittel- oder Regelstellung des Steuerschiebers
46 einnimmt. In dieser Stellung sind die
Entlastungsbohrungen 69, 70 im äußeren Steuerkolben 64 von
dem inneren Ringkanal 40 im Gehäusetopf 32 überdeckt, der
mit dem Ventilanschluß 17 für die Druckmittelsenke 23
verbunden ist. Ringkanal 68 und Entlastungsbohrung 70
stehen ständig in Verbindung. Sobald die Mittel- bzw. die
Regelstellung eingenommen ist, trifft die
Entlastungsbohrung 70 auf den Ringkanal 40 und das
Ölvolumen von der Stirnseite des inneren Steuerkolbens 65
kann über den Entlastungskanal 67 zum Ventilanschluß 17 und
damit zur Druckmittelsenke 23 abfließen. Dadurch kann der
innere Steuerkolben 65 vollständig in den äußeren
Steuerkolben 64 einfahren. Damit kann das an der Stirnseite
des inneren Steuerkolbens 65 befindliche Ölvolumen über die
Entlastungsbohrung 67, den Ringkanal 68, die beiden
Entlastungsbohrungen 69, 70 in den inneren Ringkanal 40 im
Gehäusetopf 32 abfließen und von dort über die Bohrungen 43
und den äußeren Ringkanal 41 im Gehäusetopf 32 zum zweiten
Ventilanschluß 17 hin entweichen. Durch den Steuerdruck
fährt der innere Steuerkolben 65 nun vollständig in den
äußeren Steuerkolben 64 ein, und der Ringkanal 512 im
inneren Steuerkolben 65 überdeckt die Radialbohrung 511 im
äußeren Steuerkolben 64. Damit ist die Verbindung zwischen
der Radialbohrung 511 und dem Ventilraum 34 hergestellt.
Diese in Fig. 1 dargestellte Mittelstellung des
Steuerschiebers 46 wird bei Druckgleichgewicht durch
geeignete Dimensionierung der Querschnittsfläche des
Ventilstößels 47 und der Querschnittsfläche der Ausnehmung
83 im inneren Steuerkolben 65 erreicht. Der Steuerschieber
46 steht nunmehr bei geöffnetem Sitzventil 52 und bei durch
den Dichtungskolben 53 verschlossenen vierten
Ventilanschluß 19 in seiner Mittel- oder Regelstellung und
kann durch geringe Druckerhöhung oder Druckreduzierung nach
in Fig. 1 links oder rechts verfahren werden, wodurch die
Ventilkammer 34 und der mit dieser verbundene Aktuator 10
entweder mit der Druckmittelquelle 22 oder mit der
Druckmittelsenke 23 verbunden werden und damit der Druck in
der Arbeitskammer 13 des Aktuators 10 angehoben oder
abgesenkt werden kann.
Zum Systemstopp wird das am Steueranschluß 20
angeschlossene Vorsteuerventil 21 völlig geöffnet. Der
Steuerdruck fällt stark ab. Durch die Druckfeder 66 wird
der innere Steuerkolben 65 wieder aus dem äußeren
Steuerkolben 64 herausgedrückt, so daß die Verbindung
zwischen der Radialbohrung 511 im äußeren Steuerkolben 64
und dem Ringkanal 512 im inneren Steuerkolben 65
unterbrochen wird. Das vom inneren Steuerkolben 65
verdrängte Ölvolumen wird über die Axialbohrung 76, die
Querbohrung 79, den Ringspalt 80 in den Ringraum 81
verdrängt und fließt von dort über den Entlastungskanal 82
zum Ventilanschluß 17 für die Druckmittelsenke 23 ab.
Gleichzeitig wird durch den auf den Dichtungskolben 53
wirkende Aktuatordruck und die Rückstellfeder 54 der
Dichtungskolben 53 mit der Elastomerdichtung 58 auf den
Ventilsitz 57 aufgedrückt. Das Sitzventil 52 ist
geschlossen. Mit dem Dichtungskolben 53 wird auch der
äußere Steuerkolben 64 um einen gleichen Verschiebeweg
verschoben. Der Dichtungskolben 53 gibt die zweite
Radialbohrung 36 frei, und über die Schrägbohrungen 59 ist
die Verbindung zwischen den beiden Radialbohrungen 35, 36
hergestellt, so daß die Arbeitskammer des Aktuators 10 an
die Querverbindung 24 angeschlossen ist.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene
Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann der vierte
Ventilanschluß 19 entfallen, wenn auf die Querverbindung
zwischen zwei Druckregelventilen verzichtet wird. In diesem
Fall hat das Druckregelventil 14 anstelle von vier
gesteuerten Ventilanschlüssen 16-19 nur noch drei
gesteuerte Ventilanschlüsse 16-18. An dem übrigen
konstruktiven Aufbau des Druckregelventils 14 ändert sich
dadurch nichts. Man kann das Vorsteuerventil 21 auch in das Ventil
gehäuse 31 integrieren, so daß auch der Steueranschluß 20 nicht mehr
aus dem Ventilgehäuse 31 heraus führt, d. h., das Ventilgehäuse 31
besitzt gegebenenfalls nur noch insgesamt drei Ventilanschlüsse.
Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die
Elastomerdichtung 58 mit dem Dichtungskolben 53 bzw. Ventilglied 53
verbunden. Genausogut kann die Elastomerdichtung 58 auch am Ven
tilgehäuse 31 angeordnet sein. Bei dem dargestellten Ausführungs
beispiel konnte man die Elastomerdichtung 58 beispielsweise auch in
einer am Topfboden 321 des Gehäuses 31 vorgesehenen, dem Dichtungs
kolben 53 zugewandten, umlaufenden, ausreichend tiefen Ansenkung
anordnen. In diesem Fall befindet sich der Ventilsitz am Dichtungs
kolben 53 bzw. am Ventilglied 53. Diese Ausführungsvariante ist eine
einfache Umkehrung des bildlich Dargestellten, die der Fachmann auch
ohne zusätzliche bildliche Darstellung aus führen kann. Auch bei die
ser Ausführungsvariante ist die Elastomerdichtung 58 vor Beschädi
gungen durch den Druckmittelstrom geschützt.
Claims (19)
1. Vorgesteuertes Druckregelventil, insbesondere für
Niveauregeleinrichtungen von Fahrzeugen zur aktiven
Fahrwerksteuerung, mit einem mindestens drei
Ventilanschlüsse für jeweils eine Druckmittelquelle,
eine Druckmittelsenke und einen druckmittelbetätigten
Arbeitszylinder (Aktuator) aufweisenden Ventilgehäuse
und mit einem im Ventilgehäuse verschiebbar geführten,
druckmittelbeaufschlagten Steuerschieber zur Steuerung
der Ventilanschlüsse, der von einer Rückstellfeder in
einer alle Ventilanschlüsse sperrenden Grundstellung
(fail safe) gehalten ist und mittels eines
Vorsteuerventils gegen die Rückstellfeder in drei
Schieberpositionen überführbar ist, wobei er in einer
mittleren Schieberposition (Regelstellung) die
Ventilanschlüsse sperrt und aus dieser heraus in den
beiden anderen davor und dahinter liegenden
Schieberpositionen (Arbeitsstellungen) den
Ventilanschluß für den Aktuator mit dem Ventilanschluß
für die Druckmittelsenke bzw. für die
Druckmittelquelle verbindet, dadurch gekennzeichnet,
daß in der über den Steuerschieber (46) führenden
Verbindung zwischen dem Ventilanschluß (18) für den
Aktuator (10) einerseits und den Ventilanschlüssen
(16, 17) für die Druckmittelquelle (22) und die
Druckmittelsenke (23) andererseits ein Sitzventil (52)
mit Ventilsitz (57) und diesen mittels einer
Elastomerdichtung (58) abdichtenden Ventilglied (53)
angeordnet ist, das mit dem Steuerschieber (46) derart
gekoppelt ist, daß das Ventilglied (53) und die
Elastomerdichtung (58) in der Grundstellung des
Steuerschiebers (46) auf den Ventilsitz (57)
aufgepreßt sind und in den anderen Schieberpositionen
außerhalb des nach Einnahme der Arbeitsstellungen des
Steuerschiebers (46) sich zwischen den
Ventilanschlüssen (16-18) einstellenden
Druckmittelstroms biegen.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Steuerschieber (46) eine radiale Steuerbohrung
(51) aufweist, die mit mit den Ventilanschlüssen
(16, 17) für Druckmittelquelle (22) und
Druckmittelsenke (23)′ verbundenen Ringkanälen (38, 40)
jeweils eine Steuerkante bildet und in einer am
Steuerschieber (46) vorgesehenen Ventilöffnung (50)
des Sitzventils (52) mündet.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventilglied (53) in einer mit dem Ventilanschluß
(18) für den Aktuator (10) in Verbindung stehenden
Ventilkammer (34) angeordnet und mit dem
Steuerschieber (46) gekoppelt ist, daß der Ventilsitz
(57) am Ventilgehäuse (31) ausgebildet ist und daß die
Ventilöffnung (50) im Steuerschieber (46) so
ausgebildet ist, daß sie sich nach einem vorgegebenen
Verschiebeweg des Steuerschiebers (46) innerhalb des
vom Ventilsitz (57) umschlossenen Bereichs zur
Ventilkammer (34) hin öffnet.
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Steuerschieber (46) in einem im Ventilgehäuse (31)
gehaltenen Gehäusetopf (32) axial verschieblich
geführt ist, der mit seinem Topfboden (321) die
Ventilkammer (34) begrenzt und in seiner zylindrischen
Topfwand (322) die mit den Ventilanschlüssen (16,17)
für Druckmittelquelle (22) und Druckmittelsenke (23)
verbundenen Ringkanäle (38, 40) trägt, daß an der dem
Topfboden (322) zugekehrten Stirnseite des
Steuerschiebers (46) ein mit diesem koaxialer
Ventilstößel (47) mit einem gegenüber dem
Außendurchmesser des Steuerschiebers (46) reduzierten
Durchmesser befestigt ist, der durch eine
Zentralbohrung (48) im Topfboden (322) bis in die
Ventilkammer (34) hindurchdringt, daß das Ventilglied
(53) des Sitzventils (52) am Ventilstößel (47)
befestigt und der ringförmige Ventilsitz (57) koaxial
am Ventilstößel (47) auf der Außenseite des Topfbodens
(322) ausgebildet ist und daß der Ventilstößel (47)
eine über eine Axialbohrung (49) mit der Steuerbohrung
(51) im Steuerschieber (46) in Verbindung stehende
Querbohrung (50) trägt, die räumlich so eingebracht
ist, daß sie bei vom Ventilsitz (57) abgehobenem
Ventilglied (53) in die Ventilkammer (34), dort frei
mündend, vorsteht.
5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventilglied des Sitzventils (52) als in der
Ventilkammer (34) geführter Dichtungskolben (53)
ausgebildet ist und daß im Ventilgehäuse (31) eine mit
einem weiteren Ventilanschluß (19) verbundene
Anschlußbohrung (36) im Bereich der Ventilkammer (34)
derart mündet, daß in der Offenstellung des
Sitzventils (52) die Anschlußbohrung (36) von dem
Dichtungskolben (53) abgeschlossen ist.
6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im
Dichtungskolben (53) mindestens eine Durchgangsbohrung
(59) vorgesehen ist, welche einerseits in der die
Elastomerdichtung (58) tragenden Stirnseite außerhalb
des von der Elastomerdichtung (58) umschlossenen
Bereichs und andererseits auf der von der
Elastomerdichtung (58) abgekehrten Stirnseite des
Dichtungskolbens (53) mündet.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (46) aus einem
im Gehäusetopf (32) axial verschieblichen, den
Ventilstößel (47) vorzugsweise einstückig tragenden,
becherförmigen äußeren Steuerkolben (64) und aus einem
im äußeren Steuerkolben (64) axial verschieblichen,
zylinderförmigen inneren Steuerkolben (65)
zusammengesetzt ist, daß die radiale Steuerbohrung
(51) des Steuerschiebers (46) von einer Radialbohrung
(511) in der Zylinderwand des äußeren Steuerkolbens
(64) und aus einem mit der Axialbohrung (49)
verbundenen Ringkanal (512) im Mantel des inneren
Steuerkolbens (65) gebildet ist und daß die
Radialbohrung (511) und der Ringkanal (512) räumlich
so angeordnet sind, daß beide mit Anschlag des inneren
Steuerkolbens (65) am Bechergrund des äußeren
Steuerkolbens (64) miteinander fluchten.
8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ansteuerung der beiden Steuerkolben (64, 65) so
getroffen ist, daß der innere Steuerkolben (65)
gegenüber dem äußeren Steuerkolben (64) zeitlich so
versetzt betätigt wird, daß Radialbohrung (511) und
Ringkanal (512) erst zur Deckung gelangen, nachdem der
äußere Steuerkolben (64) die Regelstellung des
Steuerschiebers (46) erreicht hat.
9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
sich der innere Steuerkolben (65) über eine Druckfeder
(66) am Bechergrund des äußeren Steuerkolbens (64)
abstützt, daß auf der dem Bechergrund zugekehrten
Stirnseite des inneren Steuerkolbens (65) ein
Entlastungskanal (67) mündet, der mit einem im
Außenmantel des inneren Steuerkolbens (65)
vorgesehenen Ringkanal (68) in Verbindung steht, und
daß in der Zylinderwand des äußeren Steuerkolbens (64)
mindestens eine mit dem Ringkanal (68) in Verbindung
stehende radiale Entlastungsbohrung (69, 70) derart
eingebracht ist, daß mit Erreichen der Regelstellung
des Steuerschiebers (46) durch den äußeren
Steuerkolben (64) die Entlastungsbohrung (70) in den
Bereich des mit dem Ventilanschluß (17) für die
Druckmittelsenke (23) verbundenen Ringkanal (40) in
dem Gehäusetopf (32) gelangt.
10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im
Ventilgehäuse (31) ein axial verschiebbarer
Betätigungskolben (71) angeordnet ist, der mit seiner
einen Stirnseite eine mit dem Steueranschluß (20) für
das Vorsteuerventil (21) in Verbindung stehenden
ersten Druckkammer (Steuerkammer 63) begrenzt und auf
seiner gegenüberliegenden Stirnseite mit einem im
Durchmesser reduzierten zweiten Betätigungskolben (72)
fest, vorzugsweise einstückig, verbunden ist, daß der
zweite Betätigungskolben (72) in eine stirnseitige
Ausnehmung (83) im inneren Steuerkolben (65)
hineinragt und dort eine zweite Druckkammer
(Hilfssteuerkammer 73) begrenzt, daß Mittel vorgesehen
sind, die nach einem vorgegebenen Verschiebeweg der
Druckkolben (71, 72) die beiden Druckkammern (63, 73)
miteinander verbinden, und daß der vorgegebene
Verschiebeweg durch einen Gehäuseanschlag (78) für die
Betätigungskolben (71, 72) kleiner als der zum
Erreichen der Regelstellung des Steuerschiebers (46)
durch den äußeren Steuerkolben (64) erforderliche
Verschiebeweg festgelegt ist.
11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
in der Grundstellung des Steuerschiebers (46) der
innere Steuerkolben (65) unter der Federkraft der
Druckfeder (66) an dem ersten Betätigungskolben (71)
anliegt.
12. Ventil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel zur wegabhängigen
Druckkammerverbindung eine die beiden
Betätigungskolben (71, 72) durchziehende Axialbohrung
(76) aufweisen, die während des vorgegebenen
Verschiebewegs an ihrem Mündungsbereich zur ersten
Druckkammer (63) gehäuseseitig verschlossen ist.
13. Ventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mittel zur wegabhängigen Druckkammerverbindung
einen an der Druckraumbegrenzungsfläche des ersten
Betätigungskolbens (71) vorstehenden Axialvorsprung
(74) und eine in der diesem gegenüberliegenden
Gehäusewand (313) eingebrachte Vertiefung (75) zur
formschlüssigen Aufnahme des Axialvorsprungs (74)
aufweisen, daß der Mündungsbereich der Axialbohrung
(76) in der Stirnseite des Axialvorsprungs (74) liegt
und daß die axiale Tiefe der Vertiefung (75) und die
axiale Vorstehlänge des Axialvorsprungs (74) so
aufeinander abgestimmt sind, daß mit Anschlag der
Betätigungskolben (71, 72) am Gehäuseanschlag (78) der
Axialvorsprung (74) aus der Vertiefung (75) austritt.
14. Ventil nach einem der Ansprüche 10-13, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Betätigungskolben (71)
in dem Gehäusetopf (32) geführt und der
Gehäuseanschlag (78) am Gehäusetopf (32) als
Ringschulter ausgebildet ist.
15. Ventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
im Gehäusetopf (32) in Verschieberichtung gesehen
unmittelbar hinter der den Anschlag (78) bildenden
Ringschulter ein Entlastungskanal (82) mündet, der mit
dem Ventilanschluß (17) für die Druckmittelsenke (23)
im Ventilgehäuse (31) in Verbindung steht.
16. Ventil nach einem der Ansprüche 13-15, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse einen von zwei
Stirndeckeln (312, 313) verschlossenen hohlen
Gehäusezylinder (311) aufweist, in dem der Gehäusetopf
(32) fixiert ist, daß die Ventilkammer (34) zwischen
dem ersten Stirndeckel (312) und dem Topfboden (322)
des Gehäusetopfes (32) ausgebildet ist und die
Rückstellfeder (54) für den Steuerschieber (46) sich
an dem ersten Stirndeckel (312) und dem auf dem
Steuerschieber (46) sitzenden Ventilglied (53) des
Sitzventils (52) abstützt, wozu der Stirndeckel (312)
und daß tellerförmig ausgebildete Ventilglied (53)
entsprechende Führungsaufnahmen (55, 56) besitzen, daß
die erste Druckkammer (63) zwischen den im Gehäusetopf
(32) geführten ersten Betätigungskolben (71) und dem
zweiten Stirndeckel (313) ausgebildet ist und daß der
zweite Stirndeckel (313) die Vertiefung (75) zur
Aufnahme des Axialvorsprungs (74) am ersten
Betätigungskolben (71) aufweist.
17. Ventil nach einem der Ansprüche 10-16, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Druckkammer (63) im
Ventilgehäuse (31) über eine Drossel mit dem
Ventilanschluß (16) für die Druckmittelquelle (22)
verbunden ist und daß die Verbindung als eine im
Ventilgehäuse (31) verlaufende Drosselbohrung (62)
ausgeführt ist.
18. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Elastomerdichtung (58) am Ventilglied (53) und der
Ventilsitz (57) am Ventilgehäuse (31, 32) angeordnet sind.
19. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Elastomerdichtung (58) am Ventilgehäuse (31, 32)
und der Ventilsitz (57) am Ventilglied (53) angeordnet
sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4230875A DE4230875A1 (de) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | Vorgesteuertes Druckregelventil |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4230875A DE4230875A1 (de) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | Vorgesteuertes Druckregelventil |
Publications (1)
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DE4230875A1 true DE4230875A1 (de) | 1994-03-17 |
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Family Applications (1)
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DE4230875A Withdrawn DE4230875A1 (de) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | Vorgesteuertes Druckregelventil |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH06175734A (de) |
DE (1) | DE4230875A1 (de) |
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DE102009053814B4 (de) * | 2009-11-18 | 2013-11-14 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | Mehrstufig schaltbare vorgesteuerte Ventilanordnung |
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DE102013204152A1 (de) | 2013-03-11 | 2014-09-11 | Robert Bosch Gmbh | Ventil zum Steuern eines Fluids mit erhöhter Dichtheit |
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1992
- 1992-09-16 DE DE4230875A patent/DE4230875A1/de not_active Withdrawn
-
1993
- 1993-09-16 JP JP5230145A patent/JPH06175734A/ja active Pending
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DE102009053814B4 (de) * | 2009-11-18 | 2013-11-14 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | Mehrstufig schaltbare vorgesteuerte Ventilanordnung |
US9487197B2 (en) | 2009-11-18 | 2016-11-08 | Knorr-Bremse Systme Fur Schienenfahrzeuge Gmbh | Multi-stage switchable pilot-controlled valve arrangement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06175734A (ja) | 1994-06-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |