DE3503020A1 - Ventil - Google Patents

Description

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Ventil

(Zusatz zum Patent ...., Patentanmeldung P 34 43 520.4)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil mit einem aus Verschlußabschnitt und Schaftabschnitt aufgebauten Schließglied/ das längs einer Achse relativ zu einem Ventilsitz bewegbar ist, um den Durchfluß eines Mediums durch eine den Ventilsitz aufweisenden Öffnung zu steuern, wobei Verschlußabschnitt und Schaftabschnitt nicht lösbar miteinander verbunden sind, nach Patentanmeldung P 34 43 520.4.

In der Hauptanmeldung wird ein Ventil zur Steuerung des Durchflusses durch eine den Ventilsitz aufweisende Öffnung vorgeschlagen, bei dem der Verschlußabschnitt und der Schaftabschnitt des Schließgliedes vorzugsweise durch einen Lötvorgang unlösbar miteinander verbunden sind. Bei einer Verbindung mittels eines Lötvorgangs tritt eine nicht unwesentliche Wärmebelastung der miteinander zu verbindenden Teile auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil nach der Hauptanmeldung zu schaffen, bei dem die Verbindung kostengünstig und unter geringer Wärmebelastung der Teile herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Teile des Schließgliedes durch Reibschweißen miteinander verbunden sind. Mit der Erfindung wird erreicht, daß die zum Verbinden der Teile aufzuwendende Wärme nicht von außen zugeführt werden muß, sondern durch den Reibvorgang

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aufgebracht wird. Eine Wärmebelastung tritt vorteilhaft nur innerhalb örtlich begrenzter Bereiche der Bauteile auf. Auf eine Nachbearbeitung der zusammengefügten Teile kann verzichtet werden, da der Verbindungsbereich der Teile nicht im Bereich der Ventildichtfläche liegt.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der als Verschlußabschnitt eine gehärtete Stahlkugel vorgesehen ist; durch die örtlich im Verbindungsbereich der Bauteile auftretende Erwärmung wird das Gefüge und die Oberfläche der Stahlkugel im Dichtbereich nicht beeinflußt, so daß die beim Einsatz einer gehärteten Stahlkugel erreichbare hohe Ventildichtigkeit und die hohe Standfestigkeit des Ventils erhalten bleiben. Ein derartig ausgebildetes Ventil eignet sich besonders zum Einsatz in einer Bremsschlupfregelanlage, in der hohe Drücke und kurze Schaltzeiten auftreten.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung, bei der der Schaftabschnitt einen dem Verschlußabschnitt abgewandten Endabschnitt größeren Durchmessers aufweist, kann die zur Durchführung des Reibschweißvorgangs erforderliche Energie dadurch gering gehalten werden, daß ein möglichst kleiner Durchmesser des Schaftabschnitts im Verbindungsbereich vorgesehen wird.

Ein geringes Reibschweißmoment im Anfangsstadium des Verbindungsvorganges läßt sich dadurch erreichen, daß die Stirnfläche des mit dem Verschlußabschnitt zu verbindenden Schaftabschnitts eben ist.

Ferner ist vorgesehen, daß der Schaftabschnitt mit zwei Verschlußabschnitten versehen ist.

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Ausfuhrungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein 3/2-Sitzventil mit zwei kugelförmigen Verschlußabschnitten/

Fig. 2 ein weiteres Kugel-Sitzventil.

Das in Fig. 1 dargestellte Ventil weist einen Einlaßraum auf, der über einen Gehäuseanschluß 2 und eine Druckleitung 3 unter Zwischenschaltung eines elektromagnetisch schaltbaren 2/2-Wegeventils 4 mit einer Druckquelle 5 verbunden ist. Das Wegeventil 4 sperrt in der dargestellten Lage die Verbindung zwischen Druckquelle 5 und Einlaßraum 1. Bei entsprechender Ansteuerung wird die Druckquelle 5 mit dem Einlaßraum 1 verbunden.

Im Innenraum des Ventils ist ein Ringkolben 6 abgedichtet geführt und durch eine Druckfeder 7 in Anlage an einem einlaßseitigen Anschlag 8 gehalten. Die öffnung im Ringkolben 6 bildet einen Ventildurchgang zwischen dem Einlaßrauin 1 und einem Auslaßraum 12. An der Öffnung im Ringkolben 6 ist ein erster Ventilsitz 9 ausgebildet, der einem ersten Verschlußabschnitt 10 eines Ventilschließgliedes zugeordnet ist. Der Auslaßraum 12 ist im wesentlichen zylindrisch geformt und wird an der einen Stirnseite vom Ringkolben 6 begrenzt, während an der anderen Stirnseite ein zweiter Ventilsitz 13 an einer Öffnung einer Leitung ausgebildet ist, die zu einem Rücklaufbehälter 14 führt. Am Ventilschließglied 11 ist unter Zwischenschaltung eines die Öffnung im Ringkolben 6 durchsetzenden Schaftabschnitts 15 ein zweiter Verschlußabschnitt 16 angeordnet, der mit dem zweiten Ventil

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sitz 13 zusammenwirkt. Zwischen Ringkolben 6 und zweiten Verschlußabschnitt 16 ist eine Druckfeder 17 angeordnet, die den ersten Verschlußabschnitt 10 normalerweise in Anlage am ersten Ventilsitz 9 hält. Die Verschlußabschnitte 10 und 16 sind mit dem zylindrisch ausgebildeten Schaftabschnitt 15 unlösbar durch eine Reibschweißverbindung verbunden. In den Auslaßraum 12 mündet ein weiterer Druckanschluß 18, der über eine Leitung zu einem Druckmittelverbraucher 19 führt.

Das so ausgebildete Ventil findet besonders vorteilhaft Verwendung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung, beispielsweise in einer Anlage, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 34 13 626.6 vorgeschlagen wird. Bei einer derartigen Verwendung ist die Druckquelle der Druckraum eines hydraulischen Verstärkers, während der Druckanschluß 18 über den Druckraum einer Tandemhauptzylinderanordnung mit einem Druckmittelverbraucher in Form eines Radbremszylinders in Verbindung steht.

Abhängig vom Beginn einer Bremsschlupfregelphase wird das Wegeventil 4 in die Durchgangsstellung umgeschaltet und eine hydraulische Verbindung zwischen Druckquelle 5 und Einlaßraum 1 hergestellt. Eine Druckbeaufschlagung des Einlaßraums 1 hat zur Folge, daß der Ringkolben 6 bei am Ventilsitz 9 anliegenden Verschlußabschnitt 10 gegen die Kraft der Feder 7 bezüglich der Darstellung nach rechts verschoben wird, so daß der zweite Verschlußabschnitt 16 schließlich am zugeordneten Ventilsitz 13 zur Anlage kommt und die Verbindung zwischen dem Auslaßraum 12 und dem drucklosen Rücklaufbehälter 14 sperrt. Sodann hebt in-

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folge weiterer Verschiebung des Ringkolbens 6 nach rechts der Verschlußabschnitt 10 vom zugeordneten Ventilsitz 9 ab und Druckmittel kann aus der Druckquelle 5 über den Einlaßraum 1 in den Auslaßraum 12 und weiter zum Verbraucher 19 strömen. Nach einer Beendigung einer Bremsschlupfregelphase wird unter anderem das elektromagnetisch betätigte Wegeventil 4 umgeschaltet. Nach dem Verschließen des durch den Verschlußabschnitt 10 gesteuerten Ventildurchgangs im Ringkolben 6 wird durch Abheben des Verschlußabschnitts vom Ventilsitz 13 die Verbindung des Auslaßraums 12 zum drucklosen Rücklauf wiederhergestellt. Das Ventil nimmt dann seine dargestellte Ruhelage ein.

Das in Fig. 2 dargestellte Ventil weist ein aus einem Schaftabschnitt 15 und einem kugelförmigen Verschlußabschnitt 10 aufgebautes Schließglied auf, das einem ersten Ventilsitz 9 an einem Ventilschieber 21 zugeordnet ist.

Der Schaftabschnitt 15 ist im Durchmesser gestuft und mit dem Abschnitt 31 größeren Durchmessers mit radialem Spiel in einer Hohlbohrung 32 in einem Betätigungskolben 33 axial unverschieblich mittels eines Sicherungsrings 34 gehalten. Mit dem durchmesserkleineren Abschnitt 35 ist der Schaftabschnitt 15 mit dem als Kugel ausgebildeten Verschlußabschnitt 10 durch Reibschweißen verbunden. Das Schließglied kann aufgrund der radialen Bewegungsmöglichkeit unabhängig von der fluchtenden Lage zwischen Ventilsitz 9 und Betätigungskolben 33 eine zum Ventilsitz 9 koaxiale Lage einnehmen; ein Ausgleich von Fluchtungsfehlern ist so auf einfache Art gewährleistet.

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Der erste Ventilsitz 9 ist am Ende einer Hohlbohrung 20 in dem Ventilschieber 21 ausgebildet, über die ein mit einem Druckmittelverbraucher 19 verbundener erster Raum 22 und ein mit einem Rücklaufbehälter 14 verbundener Raum 23 hydraulisch verbindbar sind. Der in einer Gehäusebohrung geführte Ventilschieber 21 weist einen konisch ausgebildeten Verschlußabschnitt 24 auf, der einem zweiten Ventilsitz 25 zugeordnet ist und mit dem ein Druckmitteldurchgang 26 zwischen einem mit der Druckmittelquelle 5 verbundenen Raum 27 und dem zu dem Druckmittelverbraucher 19 führenden Raum 22 verschließbar ist. Der Druckmitteldurchgang 26 wird durch Axialnuten am Außenumfang des Ventilschiebers 21 gebildet.

Wird der Betätigungskolben 33 aus seiner nicht dargestellten Ruhelage, in der der Druckmittelverbraucher 19 über die Hohlbohrung 20 mit dem Rücklauf 14 in Verbindung steht, bezüglich der Darstellung nach links verschoben, schließt zunächst, wie dargestellt, der Verschlußabschnitt 10 die Verbindung zum Rücklauf 14, wobei sich das Schließglied erforderlichenfalls radial zur Achse des Betätigungskolbens 33 verschiebt. Bei weiterer Verschiebung hebt der Verschlußabschnitt 24 vom Ventilsitz 25 ab und stellt eine Verbindung der Druckquelle 5 zum Druckmittelverbraucher 19 her. Bei Verschiebung des Betätigungskolbens nach rechts wird zunächst die Verbindung zur Druckquelle 5 unterbrochen und erst danach die Verbindung zum Rücklaufbehälter 14 hergestellt.

Claims (5)

ALFRED TEVES GMBH *28. Jan. 1985 Frankfurt am Main ZL/Br/be P 5721 / 1476P J. Schonlau -6 D. Gath -5 Patentansprüche

1. Ventil mit einem aus Verschlußabschnitt und Schaftabschnitt aufgebauten Schließglied, das längs einer Achse relativ zu einem Ventilsitz bewegbar ist, um den Durchfluß eines Mediums durch ein© den Ventilsitz y aufweisende Öffnung zu steuern, wobei Verschlußab- \ schnitt und Schaftabschnitt nicht lösbar miteinander * verbunden sind, nach Patentanmeldung P 34 43 520.4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des Schließgliedes (11) durch Reibschweißen miteinander verbunden sind.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

ze i chnet, daß als Verschlußabschnitt (10,16) eine gehärtete Stahlkugel vorgesehen ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaftabschnitt (15) einen dem Verschlußabschnitt (10) abgewandten Endabschnitt (31) größeren Durchmessers aufweist.

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4. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des mit dem Verschlußabschnitt (10,16) zu verbindenden Schaftabschnitts (15) eben ist.

5. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaftabschnitt (15) mit zwei Verschlußabschnitten (10,16) verbunden ist.