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Einrichtung zum selbsttätigen periodischen Einbringen von Frostschutzmittel in die Druckluftbremsanlage von Kraftfahrzeugen
Bei Aussentemperaturen von weniger als 00C ist die Betriebssicherheit der Druckluftbremsanlage von
Kraftfahrzeugen stark gefährdet, da der in der verdichteten Luft enthaltene Wasserdampf in den Ventilen und Rohren kondensieren und die beweglichen Teile durch Eisbildung festsetzen kann.
Ein wirksames Mittel zur Begegnung dieser Gefahr besteht in der Anreicherung der Druckluft mit einem Frostschutzmittel, wodurch der Gefrierpunkt des Kondensats herabgesetzt wird.
Es ist bereits bekannt, flüssiges Gefrierschutzmittel in die Leitungen einzuführen dadurch, dass in die Gasleitung eine Staustelle für den Gasstrom eingeschaltet und, in Strömungsrichtung gesehen, eine vor dieser Staustelle liegende Stelle mit dem oberen Raum des Vorratsbehälters derart verbunden ist, dass der Gasstau dort einen Überdruck im Vorratsbehälter hervorruft.
Es ist auch eine Vorrichtung zur Verhütung des Einfrierens von mit Druckluft betriebenen Anordnungen bekannt, wobei die bei der Betätigung der Einrichtungen auftretenden Druckänderungen der Druckluft dazu benutzt werden, ein Gefrierschutzmittel in die dem Einfrieren ausgesetzten Einrichtungen einzu- führen, Dies geschieht durch eine Vorrichtung, bestehend aus einem Vorratsbehälter für das Gefrierschutzmittel, in dem sich eine Förderpumpe befindet, die durch die Druckunterschiede in der zumBremszylinder führenden Leitung betätigt wird und das Gefrierschutzmittel in die Leitungen der Einrichtung fördert.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine selbsttätig arbeitende, in der Konstruktion einfache und zuverlässige Frostschutzpumpe zu schaffen. Die Erfindung besteht darin, dass die Frostschutzpumpe in an sich bekannter Weise als Differentialkolbenpumpe ausgebildet ist, deren Kolbenkammer am kleineren Kolbendurchmesser mit einem Frostschutzmittelbehälter und deren Kolbenkammer am grösseren Kolbendurchmesser mit der Luftpresserleitung in Verbindung steht, wobei der Differentialkolben in an sich bekannter Weise gegen die Kraft einer Rückführfeder vom Luftdruck verschiebbar ist, und dass der Differentialkolben zwischen seiner kleineren und seiner grösseren Kolbendichtung von einer mit dem Gehäuse gebildeten Pumpenkammer umgeben ist,
welche in der Kolbenruhelage über Radialbohrungen und eine Ausnehmung im kleineren Kolben mit dem Frostschutzmittelbehälter in Verbindung steht, wogegen beim Förderhub die Radialbohrungen von der im Gehäuse gelagerten kleineren Kolbendichtung geschlossen sind, und dass die grössere Kolbendichtung eine unter Druck in Richtung zur Druckluftleitung sich öffnende Lippendichtung ist.
Weitere Einzelheiten gehen aus der beigefügten Zeichnung eines Ausführungsbeispieles hervor, die einen Schnitt durch e'ne derartige Pumpe darstellt.
Von dem von der in der Zeichnung nicht dargestellten Brennkraftmaschine angetriebenen Verdichter 1 führt eine Leitung 2 über einen Druckregler 3 und eine Leitung 4 zu dem Hauptluftbehälter 5. Eine Leitung 6 ist mit einem nicht dargestellten Bremsventil verbunden. Von der Leitung 2 geht
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eine Abzweigung 7 zu einer Frostschutzpumpe, die aus dem Gehäuseunterteil 8 und dem Gehäuse- oberteil 9 besteht. Im Gehäuse ist ein verschiebbarer Differentialkolben 10 vorgesehen, an dessen unterer Fläche 11 ein Nutring 12 fest angebracht ist. Die Fläche 11 des Differentialkolbens 10 ist von etwas geringerem Durchmesser als die zylindrische Bohrung im Gehäuseunterteil 8, so dass ein ringförmiger Spalt gebildet wird.
Der obere Teil des Differentialkolbens 10 mit kleinerem Durchmesser als der untere Teil des Kol- bens 10 wird im Gehäuseoberteil 9 dichtend geführt. Zu diesem Zweck ist im oberen Teil des Ge- häuses ein Nutring 13 angeordnet. Der Differentialkolben 10 weist an seinem oberen Teil eine Aus- nehmung 14 auf, in welcher Bohrungen 15 vorgesehen sind, die zu einem zwischen dem Gehäuse- oberteil 9 und dem Differentialkolben 10 vorgesehenen Pumpenraum 16 führen. Ein Anschlag- ring 17 dient einerseits zur Begrenzung des Hubes des Differentialkolbens 10 nach unten und ander- seits zur Auflage einer Feder 18, deren obere Windung gegen einen im Gehäuse angebrachten Ring
19 anliegt.
Mit dem Gehäuseoberteil ist über eine Leitung 20 ein mit Frostschutzmittel aufgefüllter Behäl- ter 21 verbunden. Im Gehäuseunterteil 8 ist ferner ein an sich bekannter Absperrhahn 22 vor- gesehen, der dazu dient, die Frostschutzpumpe von der Leitung 2 abzusperren.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende : In der Ruhelage der Frostschutzpumpe fliesst Frost- schutzmittel aus dem Behälter 21 über die Leitung 20 in den oberen Raum der Frostschutzpumpe und in die Ausnehmung 14, dann über die Bohrungen 15 in die Pumpenkammer 16 und füllt da- mit auch den zwischen dem Unterteil des Differenz kolbens 10 und dem Gehäuseunterteil 8 vor- handenen ringförmigen Raum. Ein Übertreten des Frostschutzmittels in die drucklose Leitung 7 wird dadurch vermieden, dass der Nutring 12 eine Lippenvorspannung hat, die so gross ist, dass ein Durch- gang des Frostschutzmittels nach unten nicht erfolgen kann.
Beim Betrieb der Brennkraftmaschine fördert der Verdichter 1 Druckluft über die Leitung 2 in den Behälter 5 über den Druckregler 3 nach Massgabe des im Druckregler 3 eingestellten Höchst- druckes. In der Leitung 7 und unter dem Differentialkolben 10 baut sich ebenfalls ein Druck auf, der bei einer gewissen Druckhöhe den Differentialkolben entgegen der Wirkung der Feder 18 nach oben bewegt. Hiebei werden auch die Bohrungen 15 durch die Dichtlippe des Nutringes 13 überdeckt, so dass der Zufluss des Frostschutzmittels aus der Leitung 20 unterbrochen wird. Das in der Pumpenkammer 16 befindliche Frostschutzmittel wird dann entlang des Nutringes 12, der in dem Absperrhahn 22 vorgesehenen Bohrung 23, der Leitung 7 und der Leitung 2 zugeführt und mit der Druckluft vermischt.
Wird die Leitung wieder drucklos, so wird der Differentialkolben durch die Wirkung der Druckfeder 18 wieder nach unten bewegt, u. zw. so weit, bis er mit dem Bund 17 auf dem Gehäuseunterteil 8 aufliegt und die Bohrungen 15 wieder öffnet. Jetzt kann sich die Pumpenkammer 16 wieder mit Frostschutzmittel auffüllen, unterstützt durch die Saugwirkung des Kolbens 10.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum selbsttätigen periodischen Einbringen von Frostschutzmittel in die Druckluftbremsanlage von Kraftfahrzeugen mittels einer teils durch die Druckunterschiede in der Luftpresserleitung teils durch eine Rückführfeder betätigten Frostschutzpumpe, dadurch gekennzeichnet, dass die Frostschutzpumpe in an sich bekannter Weise als Differentialkolbenpumpe ausgebildet ist, deren Kolbenkammer am kleineren Kolbendurchmesser (14) mit einem Frostschutzmittelbehälter (21) und deren Kolbenkammer am grösseren Kolbendurchmesser mit der Luftpresserleitung (2,7) in Verbindung steht, wobei der Differentialkolben (10) in an sich bekannter Weise gegen die Kraft einer Rückführfeder (18) vom Luftdruck verschiebbar ist, und dass der Differentialkolben zwischen seiner kleineren (13)
und seiner grö- sseren Kolbendichtung (12) von einem mit dem Gehäuse (8,9) gebildeten Pumpenkammer (16) umgeben ist, welche in der Kolbenruhelage über Radialbohrungen (15) und eine Ausnehmung (14) im kleineren Kolben mit dem Frcstschutzmittelbehälter in Verbindung steht, wogegen beim Förderhub die Radialbohrungen von der im Gehäuse gelagerten kleineren Kolbendichtung (13) geschlossen sind, und dass die grö- ssere Kolbendichtung (12) eine unter Druck in Richtung zur Druckluftleitung (17) sich öffnende Lippendichtung ist.
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Device for the automatic periodic introduction of antifreeze into the compressed air brake system of motor vehicles
At outside temperatures of less than 00C, the operational safety of the compressed air brake system is of
Motor vehicles are at great risk, as the water vapor contained in the compressed air can condense in the valves and pipes and the moving parts can seize due to the formation of ice.
An effective way to counteract this hazard is to enrich the compressed air with an anti-freeze, which lowers the freezing point of the condensate.
It is already known to introduce liquid antifreeze into the lines in that a stagnation point for the gas flow is switched into the gas line and, viewed in the direction of flow, a point in front of this stagnation point is connected to the upper space of the storage container in such a way that the gas jam there Causes overpressure in the storage tank.
A device is also known for preventing assemblies operated with compressed air from freezing, the changes in pressure of the compressed air occurring during the actuation of the devices being used to introduce an anti-freeze agent into the devices exposed to freezing. This is done by a device consisting from a storage container for the antifreeze, in which there is a feed pump which is actuated by the pressure differences in the line leading to the brake cylinder and which conveys the antifreeze into the lines of the device.
The invention has set itself the task of creating an automatically operating, simple and reliable frost protection pump. The invention consists in the fact that the antifreeze pump is designed in a manner known per se as a differential piston pump whose piston chamber on the smaller piston diameter is connected to an antifreeze container and whose piston chamber on the larger piston diameter is connected to the air compressor line, the differential piston countering the force in a manner known per se a return spring is displaceable by the air pressure, and that the differential piston is surrounded between its smaller and its larger piston seal by a pump chamber formed with the housing,
which in the piston rest position is connected to the antifreeze tank via radial bores and a recess in the smaller piston, whereas during the delivery stroke the radial bores are closed by the smaller piston seal mounted in the housing, and the larger piston seal is a lip seal that opens under pressure in the direction of the compressed air line .
Further details emerge from the attached drawing of an exemplary embodiment, which shows a section through such a pump.
From the compressor 1 driven by the internal combustion engine, not shown in the drawing, a line 2 leads via a pressure regulator 3 and a line 4 to the main air tank 5. A line 6 is connected to a brake valve, not shown. From line 2 goes
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a junction 7 to a frost protection pump, which consists of the lower housing part 8 and the upper housing part 9. A displaceable differential piston 10 is provided in the housing, on the lower surface 11 of which a groove ring 12 is firmly attached. The surface 11 of the differential piston 10 has a slightly smaller diameter than the cylindrical bore in the lower housing part 8, so that an annular gap is formed.
The upper part of the differential piston 10 with a smaller diameter than the lower part of the piston 10 is guided in a sealing manner in the upper housing part 9. For this purpose, a groove ring 13 is arranged in the upper part of the housing. The differential piston 10 has in its upper part a recess 14 in which bores 15 are provided which lead to a pump chamber 16 provided between the housing upper part 9 and the differential piston 10. A stop ring 17 serves, on the one hand, to limit the downward stroke of the differential piston 10 and, on the other hand, to support a spring 18, the upper turn of which against a ring attached in the housing
19 is present.
A container 21 filled with antifreeze is connected to the upper part of the housing via a line 20. A shut-off valve 22, which is known per se, is also provided in the lower housing part 8 and serves to shut off the antifreeze pump from the line 2.
The operation of the device is as follows: When the anti-freeze pump is in the rest position, anti-freeze flows from the container 21 via the line 20 into the upper space of the anti-freeze pump and into the recess 14, then through the bores 15 into the pump chamber 16 and fills with it also the annular space present between the lower part of the differential piston 10 and the lower housing part 8. An overflow of the antifreeze into the pressureless line 7 is prevented by the fact that the U-ring 12 has a lip prestress that is so great that the antifreeze cannot pass downwards.
When the internal combustion engine is operating, the compressor 1 delivers compressed air via the line 2 into the container 5 via the pressure regulator 3 in accordance with the maximum pressure set in the pressure regulator 3. In the line 7 and under the differential piston 10, a pressure also builds up which, at a certain pressure level, moves the differential piston upwards against the action of the spring 18. In this case, the bores 15 are also covered by the sealing lip of the U-ring 13, so that the inflow of the antifreeze from the line 20 is interrupted. The antifreeze in the pump chamber 16 is then fed along the groove ring 12, the bore 23 provided in the shut-off valve 22, the line 7 and the line 2 and mixed with the compressed air.
If the line is depressurized again, the differential piston is moved down again by the action of the compression spring 18, u. zw. So far until it rests with the collar 17 on the lower housing part 8 and the holes 15 open again. The pump chamber 16 can now fill up again with antifreeze, assisted by the suction effect of the piston 10.
PATENT CLAIMS:
1. Device for the automatic periodic introduction of antifreeze into the compressed air brake system of motor vehicles by means of an antifreeze pump partly actuated by the pressure differences in the air compressor line and partly by a return spring, characterized in that the antifreeze pump is designed in a manner known per se as a differential piston pump, the piston chamber of which is smaller Piston diameter (14) is connected to an antifreeze container (21) and the piston chamber of the larger piston diameter is connected to the air compressor line (2,7), the differential piston (10) being displaceable by the air pressure in a known manner against the force of a return spring (18) and that the differential piston is between its smaller (13)
and its larger piston seal (12) is surrounded by a pump chamber (16) formed with the housing (8, 9), which in the piston rest position communicates with the antifreeze container via radial bores (15) and a recess (14) in the smaller piston stands, whereas during the delivery stroke the radial bores are closed by the smaller piston seal (13) mounted in the housing, and that the larger piston seal (12) is a lip seal that opens under pressure in the direction of the compressed air line (17).
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