DE69907944T2

DE69907944T2 - Entlüftungsventil

Info

Publication number: DE69907944T2
Application number: DE1999607944
Authority: DE
Inventors: David Townsend; Liam Rowley
Original assignee: Wabco Automotive UK Ltd
Current assignee: Wabco Automotive UK Ltd
Priority date: 1998-10-29
Filing date: 1999-10-08
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2019-10-09
Also published as: JP2002529660A; EP1125075A1; DE69907944D1; WO2000026567A1; EP1125075B1; BR9914839A; US6516829B1; GB9823614D0

Description

Diese Erfindung betrifft ein Entlüftungsventil für eine Druckluftbremsanlage eines Fahrzeugs.
Ein Ventil dieses Typs ist in der US-Patentschrift 4,054,152 dargestellt.
Entlüftungsventile sind in einer Druckluftbremsanlage erforderlich, um Feuchtigkeit zu entleeren, die sich in den Signal- oder Speiseleitungen ansammeln kann. Manuell betätigte Ventile sind etwas schwierig zu konstruieren und sind im Allgemeinen unerwünscht, weil sie darauf ausgerichtet sind, daß sie in ziemlich seltenen Intervallen geöffnet werden. Automatische Entlüftungsventile werden daher bevorzugt, wobei bis jetzt derartige automatische Ventile Präzisionsbauteile wie Kolben, Federn und Ventilsitzvorrichtungen enthalten haben und daher etwas aufwendig sind.
Eine Druckluftbremsanlage eines Fahrzeugs enthält ebenfalls einen Verdichter, der durch ein Bedarfssignal unter Last gebracht wird. Wenn der Verdichter lastfrei ist, aber läuft, kann sich Schmieröl auf dem Kopf des Kolbens ansammeln. Dieses Öl wird in die Druckluftbremsanlage gelangen, wenn der Verdichter unter Last gebracht wird, und es wurde vorgeschlagen, derartige ölbeladene Luft zum Auslaß hin zu entlüften. Das für diesen Zweck vorgeschlagene Entlüftungsventil ist wiederum ein Präzisionsbauteil, welches ziemlich teuer ist.
Was erforderlich ist, ist ein billiges und anwendbares Ventil, um einem oder beiden oben erwähnten Umständen zu entsprechen.
Gemäß der Erfindung wird ein Entlüftungsventil für einen Fluiddruckkreis bereitgestellt, wobei das Ventil eine geschlossene Kammer umfaßt, die eine Eintrittsöffnung und eine Lüftungsöffnung aufweist, wobei die Lüftungsöffnung einen um die Innenseite davon verlaufenden Ventilsitz definiert und ein elastisches Ventilelement aufweist, welches mit dem Sitz zum Eingriff geeignet ist, wobei das Ventilelement einen Teller, eine kontinuierliche Rippe, welche von dem Teller absteht und zu dichtem Eingriff mit dem Sitz geeignet ist, und Mittel zum Halten des Ventilelements angrenzend zur Lüftungsöffnung umfaßt; wobei sich der Rand des Tellers im Eingriff mit der Kammer um den Sitz herum befindet, um die Rippe elastisch von dem Sitz entfernt zu halten, und Öffnungen definiert, wodurch die Verbindung der Kammer mit der Lüftungsöffnung ermöglicht wird; wobei das Entlüftungsventil dadurch einen Fluidkanal von der Kammer über die Öffnungen, den Sitz und die Lüftungsöffnung definiert, und der Fluidkanal einen Strömungsdrosselbereich aufweist, so daß ein ansteigender Druck in der Kammer den Teller zu der Lüftungsöffnung hin verformt, wodurch ein dichter Eingriff der Rippe und des Sitzes hergestellt wird.
Ein derartiges Ventil kann sehr einfach unter Verwendung eines einheitlichen Formteils aus z. B. Synthesekautschuk konstruiert sein. Das Ventil enthält vorzugsweise Haltemittel, um das Ventilelement bezüglich der Lüftungsöffnung zu sichern, wobei diese Haltemittel vorzugsweise auf dem Ventilelement selbst bereitgestellt werden. Die Haltemittel können zum Beispiel ein Schnappeingriffsvorsprung des Ventilelements sein und in der bevorzugten Ausführungsform einen Schenkel umfassen, der zum lösbaren Eingriff in der Lüftungsöffnung selbst geeignet ist.
Der Ventilsitz und die abstehende Rippe sind vorzugsweise kreisförmig, wobei der Sitz planar und direkt an der Lüftungsöffnung angrenzend ist.
Die Lüftungsöffnung kann einen Kanal enthalten, der nach innen gerichtete Arme aufweist, die Lüftungskanäle dazwischen definieren. Die Lüftungsöffnung kann durch einen ringförmigen Einsatz definiert sein und eine solche Anordnung erlaubt die Veränderung der Fläche der Lüftungskanäle.
Vorzugsweise definiert die abstehende Rippe mit dem Ventilsitz eine Bewegungssperre für das Ventilelelement, wodurch der Hub des Ventils aus dem Ruhezustand eingeschränkt wird.
Das Ventil ist insbesondere in einer Druckluftbremsanlage eines Fahrzeugs hilfreich und kann verwendet werden, um einen Teil der Anlage automatisch zu entlüften. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Ventil in der Signalleitung vom Reglerventil zum Verdichter angeordnet und entleert die angesammelte Feuchtigkeit aus dieser Leitung.
Andere Merkmale dieser Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform offensichtlich, in welcher:
1 ein Axialschnitt durch ein Ventilelement gemäß der Erfindung ist;
2 ein Längsschnitt durch die Linie 2-2 von 1 ist, und
3 eine isometrische Ansicht des Ventilelements von 1 oben und auf eine Seite ist.
Mit Bezugnahme auf die Zeichnungen ist ein Entlüftungsventil 10 dargestellt, das ein elastomeres Ventilelement 11 umfaßt, das sich in einem schematischen Gehäuse 12 befindet, das eine Kammer 13 mit einem Einlaß 14 von einer Quelle S und einem Auslaß 15 zu einem Verbraucher C aufweist. Die Kammer weist ebenfalls mehrere Lüftungskanäle 17 auf, die mit der Außenseite des Gehäuses verbunden sind und durch mehrere in gleichem Abstand nach innen gerichtete Arme 18 definiert sind.
Das elastomere Ventilelement 11 ist aus elastischem Material, das eine für den Zweck geeignete Steifigkeit aufweist, wie weiter unten erläutert wird. Es umfaßt einen Teller 21, der mehrere periphere Kanäle 22 in gleichem Abstand aufweist, um die Verbindung von der Außenseite der Haube zu der Innenseite und umgekehrt zu erlauben. Eine durchgehende koaxiale abstehende Rippe 23 wird auf der Unterseite der Haube bereitgestellt. Die Bereiche zwischen jedem Kanal 22 bilden die Abstützschenkel 24, und das Ganze hat, wie in 3 gezeigt, das Aussehen des Millennium Dome. In Ruhestellung stehen die Schenkel 24 in größerem Maße als die Rippe 23 ab.
Das Ventilelement 11 weist ein abstehendes koaxiales Teil 25 innerhalb der Rippe 23 auf, welches jenseits der Schenkel 24 hervorsteht. Das Abschlußende des Teils 25 weist einen sich radial nach außen erstreckenden Ansatz 26 auf, welcher in Gebrauch mit der Unterseite des Arms 18 im Eingriff ist, wie dargestellt, um das Ventilelement 11 im Gehäuse 12 zu halten. Das Abschlußende des Teils 25 weist eine innere Blindrille 27 in der Mitte auf, um die Flexibilität des Ansatzes 26 zu Montagezwecken erlauben.
Im Ruhezustand, der in 1 dargestellt ist, wird die axiale Länge der Arme 18 so bestimmt, daß das Ventilelement unter leichtem Zug mit dem Ansatz 26 und den Schenkeln 24 eingebaut wird, die fest mit dem Gehäuse 12 im Eingriff sind. Die Rippe 23 ist mit Abstand über dem Gehäuse 12 angeordnet, wie gezeigt, um so einen Fluidkanal von der Kammer 13 zur Außenseite des Ventilgehäuses 12 über die Kanäle 22, 17 zu bilden.
Das Gehäuse 12, obgleich nicht dargestellt, würde auf so eine Weise hergestellt sein, daß das Ventilelement über die Arme 18 von oben gepreßt werden kann.
Die Arbeitsweise des Entlüftungsventils ist wie folgt. Wie oben erwähnt wird die Kammer 13 nach Außen entlüftet, wenn das Ventilelement 11 im Ruhezustand ist.
Wenn das Fluid unter Druck von der Quelle S zugeführt wird, steigt der Druck in der Kammer 13 an. Zuerst werden die Kanäle 22, 17 das Entlüften des Kammerdruckes zulassen, aber mit weiterer Zunahme des Druckes wird die Kraft, die auf dem Teller 21 wirkt, zunehmen, während zur gleichen Zeit die Strömung durch die Kanäle 22, 17 eingeschränkt wird. Schließlich verformt sich der Teller 21 nach unten (wie gezeigt) unter Druck, indem die Rippe 23 mit einem Sitz 28 des Gehäuses 12 in Berührung gebracht wird und die Entlüftungsöffnung geschlossen wird. Das Ventilelement bleibt solange in der geschlossenen Stellung, bis der Druck in der Kammer 13 ausreichend gefallen ist, um zu ermöglichen, daß die eigene Federkraft der Schenkel 24 den Teller 21 nach unten bewegen kann, und auf diese Weise die Lüftungsöffnung über die Kanäle 17 wieder öffnet.
Der Schließdruck und der Öffnungsdruck des Ventils 10 ist von zahlreichen Faktoren abhängig, einschließlich der Steifigkeit des Ventilwerkstoffes, der Größe der Entlüftungskanäle 22, 17 und der Druckanstiegsgeschwindigkeit in der Kammer 13. Der Fachmann wird Einstellungen vornehmen, um ein Ventil zu erhalten, welches die gewünschten Leistungskriterien erfüllen wird.
Die abstehende Rippe 23 weist außer dem Bereitstellen einer Dichtungsfläche den besonderen Vorteil der Begrenzung des Hubes des Tellers 21 auf. Die Rippe 23 kann, falls gewünscht, ebenfalls die minimale Strömungsfläche durch das Ventil definieren.
Das hier beschriebene Entlüftungsventil wird kurze Zeit nach einem Verdichter schließen, da die Quelle S durch einen Druckanstieg in einer Signalleitung von dem gewöhnlichen Reglerventil lastfrei geworden ist. Bei niedriger Anordnung in einer Signalleitung wird die Kammer 13 wie ein Sumpf für die Feuchtigkeit wirken und das Ventilelement 11 wird erlauben, daß die Feuchtigkeit dynamisch nach Außen ausgeblasen wird, wenn sich das Ventil aus der offenen in die geschlossene Stellung bewegt. Ähnlich kann ölbeladene Luft oder Feuchtigkeit von einem Verdichter im Leerlauf durch ein ähnliches Ventil entlüftet werden, wenn der Verdichter unter Last gebracht wurde, wodurch verhindert wird, daß Luft den Verbraucher und insbesondere einen mit Trockenmittel gefüllten Lufttrockner einer Bremsanlage erreicht.
Das Ventil 10 wurde mit einer Eintritsöffnung 14 und einer Austrittsöffnung 15 beschrieben. Das Ventil wird jedoch gleich gut funktionieren, wenn nur eine Eintrittsöffnung bereitgestellt wird, die Verbindung von der Quelle zum Verbraucher außerhalb der Kammer 13 hergestellt wird.
Das Ventilelement 11 kann in jeder geeigneten Weise gehalten und in jeder Fluidvorrichtung eingebaut werden, die eine Entlüftungsöffnung aufweist.

Claims

Entlüftungsventil (10) für einen Fluiddruckkreis, wobei das Ventil eine geschlossene Kammer (13) umfaßt, welche eine Eintrittsöffnung (15) und eine Lüftungsöffnung (17) aufweist, wobei die Lüftungsöffnung (17) einen um die Innenseite davon verlaufenden Ventilsitz (28) definiert und ein elastisches Ventilelement (11) aufweist, welches zum Eingriff mit dem Sitz (28) geeignet ist, wobei das Ventilelement (11) einen Teller (21), eine kontinuierliche Rippe (23), welche von dem Teller (21) absteht und zum dichten Eingriff mit dem Sitz geeignet ist, und eine Einrichtung (26) zum Halten des Ventilelements (11) an der Lüftungsöffnung umfaßt; wobei sich der Rand des Tellers (21) an dem Sitz (28) in umlaufendem Eingriff mit der Kammer befindet, um die Rippe elastisch von dem Sitz (28) entfernt zu halten, und Öffnungen (22) definiert, wodurch eine Verbindung der Kammer (13) mit der Lüftungsöffnung ermöglicht wird; wobei das Entlüftungsventil dadurch einen Fluidkanal von der Kammer über die Öffnungen (22), den Sitz (28) und die Lüftungsöffnung (17) definiert und der Fluidkanal einen Strömungsdrosselbereich aufweist, so daß ein ansteigender Druck in der Kammer (13) den Teller (21) zu der Lüftungsöffnung (17) hin verformt, wodurch ein dichter Eingriff der Rippe (23) und des Sitzes (28) hergestellt wird.
Entlüftungsventil nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Halteeinrichtung (26) zum Befestigen des Ventilelements (11) bezüglich der Lüftungsöffnung (17).
Entlüftungsventil nach Anspruch 2, wobei die Halteeinrichtung an dem Ventilelement (11) vorgesehen ist.
Entlüftungsventil nach Anspruch 3, wobei die Halteeinrichtung einen Schnappeingriffsvorsprung (26) des Ventilelements (11) umfaßt.
Entlüftungsventil nach Anspruch 4, wobei die Halteeinrichtung (26) einen Schenkel umfaßt, welcher zum lösbaren Eingriff in der Lüftungsöffnung (17) geeignet ist.
Entlüftungsventil nach einem beliebigen vorangehenden Anspruch, wobei der Ventilsitz (28) und die abstehende Rippe (23) kreisförmig sind.
Entlüftungsventil nach einem beliebigen vorangehenden Anspruch, wobei der Sitz (28) planar ist.
Entlüftungsventil nach einem beliebigen vorangehenden Anspruch, wobei die Lüftungsöffnung (17) einen Kanal mit nach innen gerichteten Armen (18) umfaßt, welche Lüftungskanäle dazwischen definieren.
Entlüftungsventil nach einem beliebigen vorangehenden Anspruch, wobei die Lüftungsöffnung einen ringförmigen Einsatz der Kammer (12) umfaßt.
Entlüftungsventil nach einem beliebigen vorangehenden Anspruch, wobei die abstehende Rippe (23) und der Ventilsitz (28) zusammenwirken, um eine Bewegungssperre zum Begrenzen der elastischen Verformung des Ventilelements (11) zu definieren.