DE1068524B - - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil mit je einem Anschluß für zwei wahlweise zu speisende Arbeitsräume und mit zwei Steuerschiebern zum entsprechenden Steuern von Ein- und Auslaß der Anschlüsse. Nach der Erfindung sind die beiden Steuerschieber auf einer verschiebbaren Steuerstange einzeln verschiebbar angeordnet, und mit der Steuerstange ist ein Kolben fest verbunden, welcher auf der einen Seite dem im einen Arbeitsraum und auf der entgegengesetzten Seite dem im anderen Arbeitsraum herrsehenden Druck ausgesetzt ist und einen Ausgleichsdurchlaß zwischen beiden Arbeitsräumen aufweist, welcher durch den den jeweiligen Einlaß steuernden Steuerschieber verschließbar und in der Mittelstellung der Steuerstange geöffnet ist, während die Ein- und Auslässe geschlossen sind. Dadurch, daß bei Neutralstellung des Steuerventils der Druck in den Arbeitsvolumina ausgeglichen ist, wird der Druckmittelverbrauch stark verringert.

Gegenüber einem bekannten Steuerventil für ein Lenkhilfesystem besteht der grundsätzliche Unterschied darin, daß dieses Ventil nach seiner Ausbildung einen in sich geschlossenen Umlauf des Arbeitsmediums voraussetzt und nur in einem hydraulischen System verwendbar ist. In der Neutralstellung sind sämtliche Ventildurchlässe geöffnet, und die Pumpe fördert Flüssigkeit aus dem Sammelbehälter durch die Speiseleitung und alle Kammern des Ventils über die Rücklaufleitung in den Sammelbehälter zurück. Demgegenüber sind bei der Erfindung der Ein- und der Auslaß zu jedem der beiden Arbeitsräume geschlossen und ein Ausgleichsdurchlaß zwischen diesen Arbeitsräumen offen.

Beim Betätigen des bekannten Ventils wird die Speiseleitung einerseits gegen den einen Arbeitsraum und anderseits gegen die Rücklaufleitung abgeschlossen, welche ihrerseits mit den beiden Arbeitsräumen verbunden bleibt. Demgegenüber wird bei der Erfindung zunächst der Ausgleichsdurchlaß geschlossen und dann der Auslaß des einen Arbeitsraumes und der Einlaß des andern Arbeitsraumes geöffnet.

Die Verwendung des pneumatischen Wechselventils gemäß der Erfindung zur Steuerung einer Lenkhilfevorrichtung eines Straßenfahrzeuges ergibt folgende Vorteile: Da Lastkraftwagen jüngerer Bauart vorwiegend pneumatische Bremseinrichtungen aufweisen, kann das Wechselventil ohne weiteres an den bestehenden Druckluftbehälter angeschlossen werden, wogegen das bekannte Steuerventil nur in einem geschlossenen System mit separatem Sammelbehälter und separater Pumpe arbeiten kann. Im pneumatischen System werden kleinere Leckverluste vom Vorrat nachgespeist und beeinträchtigen die ordnungsgemäße Servofunktion praktisch nicht. Beim hydraulischen System ver-

Steuerventil mit je einem Anschluß
für zwei wahlweise zu speisende
Arbeitsräume

Anmelder:

Westinghouse
Bremsen und Signal Gesellschaft A. G.,
Bern

Vertreter: Dr.-Ing. Κ. Hoffmeister, Patentanwalt,
Hannover, Königstr. 23

Beanspruchte Priorität: Schweiz vom 20. Juli 1957

Dipl.-Ing. Hans Fehr und Anton Scheck, Bern,
sind als Erfinder genannt worden

Ursachen schon kleinste Ölverluste und Lufteintritte Funktionsstörungen. Bei Ausfall von Druckluft z. B. infolge Kompressordefekte tritt im pneumatischen System lediglich keine Servowirkung mehr ein, während im hydraulischen System bei Ausfall der Pumpe z. B. infolge stillstehenden Motors eine zusätzliche Kraft am Lenkrad aufzuwenden ist, um die ölverdrängung in den Arbeitsräumen über das Steuerventil zu bewirken.

Zum Stande der Technik gehört ferner ein sogenanntes Stellgerät für den Zweck, einen Servokolben so zu steuern, daß dieser in eine bestimmte Stellung gelangt und darin stehenbleibt. Im Aufbau unterscheidet sich dieses Stellgerät gegenüber der Erfindung grundsätzlich dadurch, daß an der Kolbenstange weder ein Reaktionskolben vorhanden ist noch koaxiale Ventilschieber gleiten, sondern daß die Ventile radial zur Kolbenstange bzw. zum Schieberkolben angeordnet sind. Der Schieberkolben öffnet nicht unmittelbar das Ein- und Auslaßventil, sondern je nach Ausführungsart muß das eine oder andere durch das Medium selbst geöffnet werden. Bei Wegfall der Betätigungskraft am Schieberkolben verbleibt das Ventil in der erreichten Stellung, und der Servokolben setzt entsprechend der Ventilöffnung seine Bewegung fort. Soll der Servokolben zweckentsprechend eine erreichte Stellung beibehalten, so muß der Schieberkolben

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Claims (2)

wieder in seine Ausgangsstellung zurückgeschoben werden. Somit sind keine Mittel vorhanden, um bei Wegfall der Steuerkraft Ein- und Auslaß selbsttätig zu schließen und einen Ausgleichsdurchlaß zwischen beiden Arbeitsräumen zu öffnen. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit einem doppeltwirkenden Arbeitszylinder schematisch dargestellt. Es bedeutet Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt in Neutralstellung, Fig. 2 einen schematischen Axialschnitt in AbscHlußstellung, Fig. 3 einen schematischen Axialschnitt in Arbeitsstellung. Im zylindrischen Gehäuse 4' des Steuerventils nach Fig. 1 bis 3 münden eine Anschlußbohrung 27, an welche die Speiseleitung angeschlossen ist, und ein von dieser Bohrung abzweigender Kanal 28 in zwei Kammern 29 und 30, wo je ein Verschluß stück 33 bzw. 34 eines Einlaßventils auf der Steuerstange 35 abdichtend verschiebbar ist.' Je eine Druckfeder 36 bzw. 37, die am Gehäusedeckel 38' bzw. 39' anliegt, drückt das Verschlußstück 33 bzw. 34 abdichtend gegen je einen am Gehäuse 4' vorgesehenen Ventilsitz 38 bzw. 39. Die Verschlußstücke 33 und 34 bilden mit je einem ebenfalls abdichtend auf der Steuerstange 35 axial beweglichen Schieber 40 bzw. 41 je ein Auslaßventil, zwischen welchen beiden Schiebern ein Kolben 42 mit der Steuerstange 35 fest verbunden ist, der Bohrungen 43 aufweist und mit seinem Außenumfang abdichtend am Gehäuse 4' anliegt. Die Steuerstange 25 ist ferner mit einer Längsbohrung 44 und mit Querbohrungen 45 und 46 versehen und trägt zwei Mitnehmer 47 und 48, die in je eine Aussparung 49 bzw. 50 der Schieber 40 bzw. 41 eingreifen. Je eine am Kolben 42 anliegende Druckfeder 49' bzw. 50' drückt den Schieber 40 bzw, 41 gegen die Verschlußstücke 33 bzw. 34. Eine zwischen dem Gehäuse 4' und dem Schieber 40 bzw. 41 vorhandene Kammer 51 bzw. 52 steht über den Anschluß 19 bzw. 20 mit dem Arbeitsraum 23' bzw. 24'" des Arbeitszylinders 15 in Verbindung. Die Steuerstange 35 ist an einem Außenende mit der Mitnehmerbohrung 6' versehen, während am anderen Ende die Längsbohrung 44 ins Freie führt. Der Hub des Kolbens 42 ist in beiden Riehtungen durch je eine am Gehäuse 4' vorgesehene Anschlagschulter 51' bzw. 52' begrenzt. Fig. 1 zeigt das Steuerventil in der Neutralstellung, welche es einnimmt, wenn weder eine Zug- noch eine Druckkraft auf die Steuerstange 35 ausgeübt wird. Dabei stehen die Kanäle 27 und 28 mit den Kammern 29 und 30 unter vollem Speisedruck. Die Verschlußstücke 33 und 34 werden durch den z. B. pneumatischen Druck und die Kräfte der Federn 36 und 37 gegen die Ventilsitze 38 und 39 abdichtend gedrückt, so daß die Kammern 29 und 30 gegen die Kammern 51 und 52 abgeschlossen sind. Letztere und somit über die Anschlüsse 19 und 20 auch die Arbeitsräume 23' und 24' des Arbeitszylinders 15 stehen unter sich durch die Kanäle 43 in Verbindung, weshalb beiderorts Druckgleichheit herrscht, so daß der Arbeitskolben 26 weder eine Zug- noch eine Druckbewegung ausübt. Die Schieber 40 und 41 werden in der gezeichneten Neutralstellung des Steuerventils durch den Druck in den Kammern 51 und 52 sowie durch die Federn 49' und 50' in die Schließlage gedrückt, so daß aus den Kammern 51 und 52 kein Druckmittel über die Bohrungen 45, 46 und 44 ins Freie entweichen kann. Erfolgt eine Stoßbewegung gegen die Steuerstange 35, so gelangt das Ventil zunächst nach Durchlaufen eines Leerlaufspieles in die in Fig. 2 gezeigte Abschlußstellung. Dabei ist die Steuerstange 35 gegenüber dem Gehäuse 4' so weit nach links verschoben, daß der Kolben 42 am Schieber 40 zum Anliegen kommt und dadurch die Verbindung zwischen beiden Kammern 51 und 52 absperrt. Gleichzeitig gelangt der Mitnehmer 48 an der linken Wand der Aussparung 50 des Schiebers 41 zum Anliegen. Der Einlaß zwischen Verschluß stück 33 und Ventilsitz 38 und der Auslaß zwischen Verschlußstück 33 und Schieber 40 dagegen bleiben noch geschlossen. Bei Fortsetzung der Stoßbewegung in die Stellung nach Fig. 3 wird das Verschlußstück 33 von seinem Ventilsitz 38 und der Schieber 41 durch den Mitnehmer 48 vom Verschlußstück 34 abgehoben. Da nunmehr das am Anschluß 27 eintretende Druckmittel über die Kammern 29 und 51 und den Anschluß 19 in den Arbeitsraum 23' des Arbeitszylinders 15 gelangt, wird der Arbeitskolben 26 nach rechts verschoben, wobei gleichzeitig aus dem Arbeitsraum 24' Druckmittel über den Anschluß 20, die Kammer 52 und die Bohrungen 46 und 44 z. B. ins Freie entweicht. Sobald die Stoßbewegung auf die Steuerstange 35 aussetzt, geht das Steuerventil infolge des auf die linke Stirnseite des Kolbens 42 wirkenden Druckes wieder über die in Fig. 2 gezeigte Abschluß stellung automatisch in die Neutralstellung nach Fig. 1 zurück. Dabei strömt das Druckmittel aus dem Arbeitsraum 23' des Arbeitszylinders über die Kammer 51, die Bohrungen 43 in die Kammer 52 und weiter über den Anschluß 20 in den Arbeitsraum 24' des Arbeitszylinders 15, bis beidseitig des Arbeitskolbens 26 Druckgleichheit herrscht. Die beschriebene Betätigung der Steuerventile erfolgt sinngemäß in entgegengesetzter Richtung, wenn auf die Steuerstange an Stelle einer Stoßbewegung eine Zugbewegung ausgeübt wird. Patentansprüche:

1. Steuerventil mit je einem Anschluß für zwei wahlweise zu speisende Arbeitsräume und mit zwei Steuerschiebern zum entsprechenden Steuern von Ein- und Auslaß der Anschlüsse, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerschieber (40, 41) auf einer verschiebbaren Steuerstange (35) einzeln verschiebbar angeordnet sind und mit der Steuerstange (35) ein Kolben (42) fest verbunden ist, welcher auf der einen Seite dem im einen Arbeitsraum (23') und auf der entgegengesetzten Seite dem im andern Arbeitsraum (24') herrschenden Druck ausgesetzt ist und einen Ausgleichsdurchlaß (43) zwischen beiden Arbeitsräumen (23', 24') aufweist, welcher durch den den jeweiligen Einlaß (33, 38 bzw. 34, 39) steuernden Steuerschieber (40 bzw. 41) verschließbar und in der Mittelstellung der Steuerstange (35) geöffnet ist, während die Ein- und Auslässe geschlossen sind.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Speiseleitung (27) und den zwei Arbeitsraumanschlüssen (19, 20) je ein Einlaßventil (33, 38 und 34, 39), dessen Sitz (38 bzw. 39) am Ventilgehäuse (4') angeordnet und dessen Verschluß stück (33 bzw. 34) auf der Steuerstange (35) axial verschiebbar und im schließenden Sinne federbelastet ist, und zwischen den Anschlüssen (19 und 20) und einer Entlüftungsleitung (44) je ein Auslaßventil (33, 40 und 34, 41) vorhanden ist, von dessen Sitz und Verschlußstück der eine durch das Verschlußstück (33