DE7023116U

DE7023116U - Steuerventil fuer mit druckluft betaetigte vorrichtungen

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Publication number: DE7023116U
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Priority date: 1969-07-01
Filing date: 1970-06-19
Publication date: 1974-09-12
Also published as: CH515443A; BE752052A; FR2051910A5; DE2030313A1

Description

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8 MÜNCHEN 2.

TAL 18

RUF: 08Π/.Ϊ9 4798 A„ _dje TELEQR.-ADRESSE:

PATENTDIENST Bundespatentbehörden

8 München 2

Aktenzeichen G 76 23 116.2

Anmelder: Jean Gachot & Fernand Perales

Steuerventil für mit Druckluft betätigte Vorrichtungen

Die Neuerung betrifft ein Steuerventil für mit Druckluft betätigte Vorrichtungen mit einem Ventilkörper mit einer zylindrischen Bohrung für einen Steuerkolben eines Ventilschließmechanismusses sowie mit einem auf diesen Steuerkolben drückenden Betätigungshebel, der um eine zur Kolbenverschieberichtung querliegende Achse bewegbar ist.

Die zu betätigende Vorrichtung kann ein Bremszylinder eine.* Straßen- oder Schienenfahrzeugs, wie Trambahn, sein. Ferner kann es sich bei dieser Vorrichtung um ein Stellglied für eine begrenzte Winkelbewegung einer Schaltspindel oder zur Steuerung eines Bewegungssystems oder einer wechselweisen Winkeiverschiebung vie an einem Kugelventil oder einem Scheibenwischer, handeln.

Die bekannten Steuerventile für solche Vorrichtungen sind durch einen Handhebel'oder durch ein Fußpedal zu betätigen. Im allgemeinen wirken diese Ventile progressiv, d.h. mit der Verstellung des Hebels ändert sich auch der Druck des ArbeitsmediuiRS. Bei einem bekannten Ventil dieser Art ist eine Kulisse zum Führen eines Handhebels vorgesehen. In den einzijstel-

BANK: HYPO-PANK, 8 MÜNCHEN 2, THEATINERSTR, 11, KONTO NR. 3MJ7 370 - 2

POSTSCHECK-KONTO: MÜNCHEN 15 453

lenden Betriebsstellungen, muß der Hebel aber von Hand gehalten werden. Dadurch wird die Handhabung erheblich erschwert. Auch bei einem anderen Steuerventil mit einer Einstellkulisse dienen die einzelnen Schlitze nur zur Führung des Steuerhebels bei der Auswahl eines bestimmten Ventiles. Schließlich ist es an einem Ventil auch bekannt, die Ränder einer Schlitzöffnung für einen Betätigungshebel als Anschläge für den Hebel auszubilden. Keines der bekannten Steuerventile weist aber eine Möglichkeit auf, den Betätigungshebel in ausgewählten Betriebsstellungen festzuhalten.

Aufgabe der Neuerung ist es daher, ein Steuerventil für mit Druckluft zu betätigende Vorrichtungen zu schaffen, daö mit einer einfachen einrichtung zum Festhalten und Fixieren des Handhebels in vorbestimmten Betriebsstellungen ausgerüstet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Steuerventil gemäß der Neuerung dadurch gekennzeichnet, daß am Ventilkörper mindestens zwei Einstellrasterungen für den. Betätigungshebel ausgebildet sind, welche quer zur Verschiebeachse des Steuerkolbens angebracht und im wesentlichen parallel zu dieser Verschiebeachse abgestuft sind und daß an den Einstellrasterungen einstellbare Anschläge für den Betätigungshebel vorgesehen sind.

Hierzu hat sich ein Betätigungshebel als besonders vor· teilhaft erwiesen, der mittels eines Gelenkes um eine zur Verschieberichtung des Steuerkolbens parallele und querliegende Achse schwenkbar ist. Zweckmäßig hat die Kontaktoberfläche des Betätigungshebels eine toroidale Form.

Dadurch das eine Reihe von zur Verstellachse des Ventils parallele gestaffelte Anschläge vorhanden sind, kann der Betätigungshebel und das Ventil leicht und sicher in vorbestimmten Stellungen festgehalten werden. Somit ist es auch möglich, in der zu betätigenden Vorrichtung einen kon-

stanten und gewählten Druck über eine lange Zeitdauer ohne Eingreifen der Bedienungsperson aufrechtzuerhalten. Dies macht sich beispielsweise bei einem Bremsvorgang insbesondere auf lange Gefällestrecken oder beim Abbremsen des Fahrzeuges zum Anhalten günstig bemerkbar.

Weitere Einzelheiten der Neuerung sind der nachfolgenden Beschreibung sowie den. Zeichnungen zu entnehmen. Hs stellen dar:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform des Steuerventils nach der Liniel-I der Fig* 2, eine perspektivische Ansicht zu Fig. 1, eine Teilansicht gemäß der Linie III-III der Fig. 1, mit der Geienksverbindung des Steuerhebels, ein Schema eines Rremssystems mit einem Ventil gemäß der Fig. 1,

ein Schema eines Bremssystems mit einem Ventil gemäß · Fig. 1 für ein Fahrzeug mit Anhänger, ein Schema über die Anwendung des Ventils nach Fig. 1 zum Steuern eines mit Druckluft betätigten Stellgliedes,

eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Ventils,

eine Ansicht eines anderen Steuerhebelgelenkes, teilweise geschnitten und
eine Draufsicht zur Fig. S.

Eine erste Ausführungsform eines Steuerventils 10 gemäß den Fig. 1 bis 3 besteht aus einem Ventilkörper 1 mit einer zylindrischen Bohrung 2. In diese Zylinderbohrung münden eine Austrittsbohrung 3 und eine Eintrittsbohrung 4 für Druckluft. Die Austrittsbohrung 3 ist mit einem Gewinde 5 zum Anschluß einer Leitung 6 versehen, die das Ventil mit einer durch Druckluft betätigten Vorrichtung, wiejbeispielsweise einem Bremszylinder (Flg. 4) oder einem Stellglied (Fig· 6) verbindet. Die Eintrxttsbohrung 4 ist durch eine Ventilscheibe 7, die eine Eintrittskanmier S abtrennt, abgeschlossen. Diese

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Diese Kammer 8 ist durch eine Muffe 9 verschlossen, die mit einem mit Innengewinde versehenen Loch 11 zum Anschluß einer Leitung 12 (Fig. 4 und 6) durchbohrt ist. Die Leitung 12 verbindet das Ventil 10 mit einem Druckluftbehälter 13.. Eine Rückstellfeder 14 drückt die Ventilscheibe 7 auf ihren Sitz.

In der Zylinderbohrung 2 ist ein Kolben 15 vorgesehen, der die Bohrung in zwei Kammern 16 und 17 teilt und auf der einen Seite eine Führungsspindel IiS und auf der anderen Seits dine Druckspindel 19 trägt -. Eis Axialkas&i 21 erstreckt sich durch die Druckspindel 19, den Kolben 15 und steht mit radialen Kanälen 22, die in die Führungsspindel 18 eingebohrt sind, in Verbindung.

Die Kammer 16 ist durch einen Steuerkolben 23, in dem sich eine Zentralbohrung 24 zur Aufnahme der darin verschiebbaren Führungsspindel 13 befindet, verschlossen. Die Kammer 16 steht über eine Austrittsöffnung 25 (Fig. 2) mit der Atmosphäre in Verbindung. Eine abgestimmte Druckfeder 26 ist zwischen den Kolben 15 und dent Steuerkolben 23 angeordnet und die Rückstellfeder 27 drückt die Druckspindel 19 von der Ventilscheibe 7 weg.

Der Steuerkolben 23 wird, durch einen Betätigungshebel 28 betätigt, der derart gelenkig ist, daß er um eine zur Verschieberichtung des Steuerkolbens parallele und um eine querliegende Achse schwenkbar ist. Der Einfachheit halber wird die erste, die parallele Achse, als "Vertikalachse" und die zweite als "Horizontalachse" bezeichnet, wenngleich das Ventil auch in einer anderen Lage eingebaut sein kann.

Die Vertikalachse ist durch einen Bolzen 30 dargestellt, der an seinen beiden Enden mit Ge;*inde versehen und in den Ventilkörper 1 eingeschraubt ist. Eine auf den Bolzen 30 aufgesteckte und durch eine Mutter 31 gehaltene Büchse 29

trägt eine Gabel 32 (Fig. 1 und 3), die ein Bolzen 33 als Horizontalachse durchsetzt.

Der Betätigungshebel 28 endet mit einem Kopf 34, dessen Ende 35 sich verjüngt, in die Gabel 32 eingreift und um die llorizontalachse 33 drehbar ist. Der Hebelkopf 34 ist mit einem Nocken 36 versehen, der an Steuerkolben 23 anliegt. Bei einer ersten Ausführungsform weist der Nocken eine toroidale Oberfläche auf, deren Erzeugende ein Kreisbogen 37 (Fig. 1) und die Drehachse die Vertikalachse 50 ist.

Di^ Neuerung sieht noch Mittel zum Festhalten des Betätigungshebels 28 in vorbestinimter Stellung vor. Zu diesem Zweck weist der Ventilkörper 1 eine Stirnwand 58 auf, die eine Kammer 59 begrenzt, die von einem Deckel 41 abgedeckt ist und die das Gelenksysteir. des Betätigungshebels aufnimmt. Diese Wand 38 ist vo;i einem Fenster 42 zum Durchtritt des Betätigungshebels 2S durchbrochen und weist eine Reihe von nebeneinanderliegenden Ginstellrasterungen 43 zur Aufnahme des Betätigungshebels auf.

Die Wand 38 trägt am oberen Rand eine Leiste 44 (Fig. 1), die von einer Reihe von Bohrlöchern durchbohrt ist. In diese Löcher sind die Anschläge 45 eingeschraubt und durch Stiftschrauben 46 fixiert. Die Enden der Anschläge 45 erscheinen an jeder Einstellrasterung 43 und stellen so eine Reihe von regulierbaren Anschlägen., auf welchen der Betätigungshebel sich abstützen kann, dar. Die Länge der eingeschraubten Anschläge 45 ist derart, daß ihre, die Anschlagflächen darstellenden Enden, in Vertikalrichtung, d.h. parallel zur Verschiebeachse des Kolbens 15, abgestuft sind.

Die Wirkungsweise des Ventils ist folgende: Wird der Betätigungshebel 28 in Richtung des Pfeils f (Fig. 1) bewegt, dann bewirkt der Steuerkolben 23 über die Druckfeder 26 eine Verschiebung des Kolbens 15 in Richtung Ventilscheibe 7. Die Vent Lischeibe 7 öffnet sich, und Luft kann aus dem Behälter 13 in die Kammer 17 eintreten. Diese Luft

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kann nicht ins rreie entweichen, well die Verbindung zwischen den Kaspern 16 und 17 über die Kanäle 21 und 22 unterbrochen ist, nachdem die Druckspindel 19 auf die Ventxlschexoe / urucKt>

Der Luftdruck auf den Kolben 15 schiebt diesen zurück und die Ventiischelbe 7 kann sich wieder schließen. Damit das System sich ausgleicht, 1st es nötig, daß sich In der Kammer 17 ein Druck mit einem Wert P_Q einstellt, so groß wie die Kraft, die auf der. Kolben 15 vrlrkt und gleich mit der Kräfteresultlerenden der Federn 26 und 27. ifird der Druck geringer als P_, öffnet sich die Ventilscheibe 7, um diesen Druck zu erhöhen und wenn er größer als P_n ist, weicht die Druckspindel 19 zurück u.r~d gibt den Eintritt in den Kanal 21 frei, wodurch ein Druckabfall entsteht. Da die Federkraft 26 vori der Stellung des Steuerkoibens 23 und des Betätigungshebels 28 abhängt, erklärt es sich, daß der Kolben 15, die Ventilscheibe 7 und die Federn ein Ventil mit progressiver Wirkung, wie an sich bekannt, bilden, Dieses Ventil erlaubt es, eine mit Druckluftibetätlgte Vorrichtung mit einem Luftdruck, der eine Funktion, der Stellung des Betätigungshebeis 28 ist, zu speisen.

Beim Schwenken des Betätigungshebels 28 um die Vertikalachse 30 in Richtung g (Fig. 2) wird er zu dem Anschlag 45 gebracht, der mit dem erwünschten Wert des Druckes in der Vorrichtung korrespondiert, um die gewollte Wirkung zu erhalten. Der Betätigungshebel 28 greift in die entsprechende Einstellrasterung 43 ein und wird durch die Wirkung der den Steuerkolben 23 belastenden Feder 26 auf Anschlag gehalten. Man kann auf der Wand 38 eine Gradem-.teilung, z.B. nach Bruchteilen der einem Stellglied zu liefernden maximalen Kraft, oder nach dem Druck im Stellgliedzylinder, vorsehen.

Man kann also beispielsweise während langer Perioden eine Kraft zum Bremsen für eine bestimmte GeschwindigKeitSVerminderung anwenden, ohne daß die Bedienungsperson den Betätigungshebel 28 halten muß.

Infolge der toroidalea Oberfläche,alt der der Betätigungshebel auf den. Steuerkolben, wirkt, wird dieser Isiaer axial belastet, gleichgültig, weiche Stellung der Betätigungshebel auch einnimmt,

Die Lage der Anschläge 45 läßt sich leicht einstellen. Andererseits sind die Form und Ie Stellung der Einstellrasterungen 43 nicht kritisch, weil die Stellung des Hebels 28 durch die Anschläge 45 und nicht durch die Einstellrasterungen bestimmt wird. Der Herstellungspreis des Ventils ist nicht viel höher als der eines üblichen Ventils.

In Fig. 4 ist ein Schema einer Bremsanlage mit einem Ventil 10 der vorbeschrieber.en Art dargestellt. Die Breins.zylinder 51, die durch die Leitung 6 über das Ventil 10 gespeist werden, sind ven solcher Art, daß beim Fehlen: eines Druckes die Bremsung eintritt. Der Kolben 52 ist durch eine Feder 53 In Richtung Bremshetätigung belastet. Diese Feder steht unter der Wirkung des auf den Kolben 52 durch die In die Kammer 54 eingespeisten Druckluft ausgeübten Druckes.

Unter diesen Verhältnissen wird die maximale Bremskraft erreicht, wenn der Betätigungshebel 28 sich in der Stellung gemäß Fig. 2 befindet, in welcher die Ventilscheibe 7 geschlossen und der Luftdruck Im Bremszylinder 0 ist. Die Stellung 45a (Fig. 2) des Hebels entspricht einem Lösen der Bremsen, um einen Druck in dem Zylinder 51 gleich dem des Behälters 13, der beispielsweise 7,5 Bar beträgt, zu erzeugen. Wenn der Betätigungshebel 28 in eine dazwischenliegende Einstellrasterung bewegt wird, werden im Zylinder 51 Drücke von beispielsweise 1,5, 2 und 2,5 Bar erzielt.

Das Schema gemäß Fig. 5 zeigt die Anwendung des Ventils in einer Bremsanlage eines Zugfahrzeuges mit Anhänger. In der figur sind nur die Ausrüstungsteile des Anhängers dargestellt.

Ia diesem Fall ist die Austrittsöffnung des Ventils 10 durch

eine Leitung 61 i~lt einem Sicherheitsventil 62, das auf den Anhänger montiert 1st., verbunden. Das Ventil 62 weist zwei ί weitere Einlasse auf, die übersIne Leitung 65 mit einem

Kompressor (nic^t dargestellt) und ir.it einem auf dem Anhänger installierten Luftbehälter 64 verbunden sind. Die

t beiden Auslässe des Ventils 62 stehen mit den BremsEyllndern

% 65 des Anhängers über die Leitungen 66 in Verbindung. Die

Zylinder 65 bremsen bei Beaufschlagung mit Druckluft.

Man weiß, daß das Sicherheitsventil 62 eingerichtet ist, so daß, wenn die Leitung 61 einen höheren Druck als den vorbestimmten Wert; überträgt, der Kompressor mit dem Behälter 64 in Verbindung tritt, damit der Druck In letzterem

aufrechterhalten bleibt. Die Zylinder 65 können keinen Luftdruck aufnehmen und die Bremsen sind gelöst.

Wenn der Druck in der Leitung 61 unter einen vorbestimmten Wert im Bereich eines 3ars fällt, stellt das Ventil 62 die Verbindung des Behälters 64 nlt den Zylindern 65 her, die dann die Bremsen einrücken.

.Das Ventil 62 ist selbst von progressiver Wirkung. Steht daher der Betätigungshebel 28 in einer Zwischenstellung, dann erreicht man eine Bremskraft, die einem bestimmten Bruchteil der Maximalkraft entspricht.

Zur Unterbrechung der Anlage wird die Leitung 61 mit der Atmosphäre verbunden, was automatisch zum Abbremsen des Anhängers führt.

Die Fig. 6 zeigt eine Anwendung des Ventils 10 mit einem mit Druckluft betätigten Stellglied 71. Dieses besteht beispielsweise aus einem Zylinder 62, in dem zwei gegenläufige Kolben (nicht dargestellt) verschiebbar sind, die durch die Zwischenschaltung eines Verstellsystems oder eines geeigneten Hebels eine Stellachse 73 betätigen. Die

se Achse 73 kann z.B. mit einem Schütz oder Kugelhahn verbunden sein.

Die Leitung 6 vom Ventil 10 ist xit eine- Öffnung 74, die in das Innere des Zylinders 72 zwischen den beiden Arbeitskolben. 71 eintritt, verbunden.

Dieses Steilglied 71 ur.ifa3t u.a. zwei Federn, die in den Töpfen 65 gelagert sind und die die Kolben des Stellgliedes zueinander drücken.

Das \^rentil 10 beaufschlagt, wie man sieht, über die Leitung 6 das Stellglied 71 mit Luftdruck von regelbarem Wert. Die Kolben des letzteren können sich voneinander entfernen und die Achse 75 wird sich, z.3. in Richtung p, mit einer von der Stellung des Ventilhebels abhängigen Kraft drehen»

Wenn man den. Luftdruck »lurcA das Ventil 10 aufhebt, bewegen die Federn in den Töpfen 65 die Kolben des Stellgliedes 71 wieder zueinander und drehen die Achse 75 in Richtung q.

Bei der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 7 weist das Fenster 42 der Stirnwand 58 nur zwei Einstellrasterungen 45 auf, die an den beiden Enden des Fensters vorgesehen sind. Diese Einsteilrasterungen 45 sind durch einen Schlitz 81 miteinander verbunden. Die Einstellrasterungen 45 können gleichfalls regelbare Anschläge 45, wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben^-ufweisen. Diese zweite Ausführungsform ist für solche Einsätze interessant, bei denen ein Ventil nur in der einen oder anderen Endstellung längere Zeit verbleiben muß.

In den Fig. 8 und 9 ist eine Änderung des Gelenkes des Betätigungshebels 28 gezeigt, das in der einen oder anderen der beiden Ausführungsformen des Ventils 10 zur Anwendung kommen kann.

Der Hebelkopf 34 ist mit einer Bohrung 82 für die horizontals Gelenkachse 33 versehen. Der Kopf weist noch eine Aussparung auf, in der ein Nocken 83 aus plastischem Material eingesetzt ist, der mit dem Steuerkolbrvn 23 zum Anschlag

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kommt. Zwei iicgeisciiTaube;. S4, die in den mit Gewinde versehenen Öffnungen Jes iiebelkopfes 34 befestigt sind, stehen über einer metallischen Scheibe 85 mit dein Nokken S3 in Anschlag..

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Diese Schrauben 84 ermöglichen das Einstellen des Betätigungshebels 3S gegenüber dem Steuerkolben 23 und dadurch die Verstellung des Luftdruckes in den Zwischenstellungen des Betätigungshebels. Sie erleichtern gleichfalls auch das Rückstellen auf die Ausgangsstellungen bei sich im Einsatz ergebenden Veränderungen.

Claims

: Schutzansprüche

1. Steuerventil für mit Druckluft betätigte Vorrichtungen mit einem \^ren ti !körper mit einer zylindrischen Bohrung β für einen Steuerkolben eines Ventll-Schließmechanlsmusses

sowie mit einem auf diesen Steuerkolben drückenden Be-

'.: tätigungshebel, der um eine zur Kölbenverschleberichtung

I querliegende Achse bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet,

I daß am Ventilkörper (1) mindestens zwei Einstellrasterungen

I (45) für den Betätigungshebel (2S) ausgebildet sind, wel-

I ehe quer zur Verschiebeachse des Steuerkoibens (25) ange-

I bracht und im wesentlichen, parallel zu dieser Verschiebe-

I achse abgestuft sind und daß an den Einstellrasterungen

1 (45) einstellbare Anschläge (45) für den Betätigungshebel

I (28) vorgesehen sinJ.

I 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekeruizeiebnet _T daß der

i Betätigungshebel (28) mittels eines Gelenkes um eine zur

Verschieberichtung des Steuerkoibens (25) parallele und querliegende Achse (50 und 53) schwenkbar Ist.

5. Ventil nach Anspruch !,oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Xontaktoberfläche des Betätigungshebels (28) toxoidale Form aufweist*

4. Ventile/nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,, daß die Xontaktoberfläche des Betätigungshebels (28) von einem verstellbaren Nocken (33) aus Kunststoff gebildet ist.