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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Druckluftaufbereitungseinrichtung für Kraftfahrzeug-Druckluftanlagen mit den im
Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen. Solche
Druckluftaufbereitungseinrichtungen weisen in aller Regel einen
Druckregler, einen Lufttrockner und ein Mehrkreisschutzventil
auf. Diese Teile sind zu einer gemeinsamen Baueinheit
zusammengefügt. Eine solche gemeinsame Baueinheit ist dem Kompressor
einer Druckluftbeschaffungseinrichtung nachgeschaltet.
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Eine Druckluftaufbereitungseinrichtung der eingangs
beschriebenen Art ist aus der DE 195 44 621 C1 bekannt. In einem
gemeinsamen Gehäuse, welches auch unterteilt ausgebildet sein kann,
ist ein Druckregler und ein Lufttrockner mit ihren
entsprechenden Elementen untergebracht. Das Mehrkreisschutzventil ist für
mehrere Kreise ausgebildet und angeordnet, die von dem Gehäuse
abzweigen. Jeder Kreis besitzt ein Überströmventil mit
begrenzter Rückströmung. Zu diesem Zweck weist jedes Überströmventil
eine bewegliche Wand auf, die auf einer Feder abgestützt ist.
Auf der anderen Seite ist eine Wirkfläche vorgesehen, die
anströmseitig von einem Anströmraum beaufschlagt wird, der in
dauernder Verbindung zu einer Zentralbohrung für die Verteilung
der ankommenden Druckluft steht. Die bewegliche Wand des
Überströmventils mit begrenzter Rückströmung weist anströmseitig
zwei Wirkflächen auf, nämlich die eine bereits beschriebene
Wirkfläche und die andere Wirkfläche, die in geöffnetem Zustand
hinzutritt bzw. ebenfalls beaufschlagt wird. Die bewegliche Wand
ist auf einer Feder abgestützt, die von einem Federraum umgeben
wird. Zwischen Anströmraum und Federraum ist eine
Umgehungsleitung vorgesehen, in der ein Magnetventil mit eigenem
Entlüftungsanschluss angeordnet ist. Dieses Magnetventil ist in
stromlosem Zustand geschlossen, so dass der Federraum des
Überströmventils an die Atmosphäre angeschlossen ist. Wenn das
Magnetventil angesteuert wird, schaltet es in seine andere Stellung
um, d. h. der Entlüftungsanschluss wird abgesperrt und der
Federraum wird mit dem Anströmraum verbunden, so dass damit
zusätzlich zu der von der Feder aufgebrachten Kraft eine Zusatz-
oder Hilfskraft entsteht, die bestrebt ist, das Überströmventil
zu schließen bzw. geschlossen zu halten. Damit bekommt das
Überströmventil Mehrfachfunktion. Es funktioniert bei Anschluss des
Rückraumes an die Atmosphäre in üblicher Weise, d. h. erbringt
die vorteilhaften Funktionen eines Überströmventils mit
begrenzter Rückströmung. Wir dagegen der Rückraum mit dem gleichen
Druck versorgt wird der Ansteuerraum auf der anderen Seite der
beweglichen Wand, dann sorgt die Kraft der Feder im Rückraum
dafür, dass das Überströmventil geschlossen wird, also gleichsam
als Absperrventil in Funktion tritt. Damit ist es möglich, den
betreffenden Kreis, insbesondere im Defektfall, gezielt
abzusperren. Dies kommt dann wiederum den anderen,
nicht-abgesperrten Kreisen zugute, d. h. ein Notbetrieb kann auch im
Störungsfall für diese anderen Kreise aufrecht erhalten werden.
Weiterhin kann auf diese Weise das Mehrkreisschutzventil bzw. das
jeweilige Überströmventil auch zum Zwecke einer Druckbegrenzung
genutzt werden. Nachteilig dagegen ist, dass das Überströmventil
mit begrenzter Rückströmung vor Erreichen seines Öffnungsdruckes
nicht geöffnet werden kann. Ein weiterer wesentlicher Nachteil
der bekannten Druckluftaufbereitungseinrichtung besteht darin,
dass bei Verwendung unterschiedlicher Drücke in den einzelnen
Kreisen und Benutzung eines Überströmventils als Druckbegrenzer
dieser Kreis mit dem begrenzten Druck bei Ausfall der
elektrischen Versorgung oder Abschaltung der Zündung des Fahrzeuges
einen erhöhten Druck bekommt, der gesetzlich nicht zugelassen
ist.
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Eine weitere ganz ähnliche Druckluftaufbereitungseinrichtung ist
aus der DE 197 00 243 C1 bekannt. Auch hierbei ist die über das
Magnetventil direkt beaufschlagbare Wirkfläche auf der dem
Anströmraum abgekehrten Seite der beweglichen Wand und damit auf
der Seite der Feder angeordnet. Für nachrangige Kreise wird ein
gesondertes Druckbegrenzungsventil eingesetzt, welches dem
jeweiligen Überströmventil des betreffenden Kreises
nachgeschaltet ist. In diesem Falle wird das Überströmventil nur mit seiner
normalen pneumatischen Funktion benutzt und es ist das
Druckbegrenzungsventil, welches über das Magnetventil zusätzlich
beeinflusst werden kann. Aber auch damit ist es nicht möglich,
das Überströmventil unterhalb des vorgesehenen Öffnungsdruckes
willkürlich, d. h. bei Bedarf, zu öffnen. Die Betätigung des
Magnetventiles führt vielmehr nur dazu, dass die
Druckbegrenzungsfunktion des Druckbegrenzers abgeschaltet wird.
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Eine weitere Druckluftaufbereitungseinrichtung ist aus der DE 44 21 575 C2
bekannt. Auch hierbei sind ein Druckregler, ein
Lufttrockner und ein Mehrkreisschutzventil zusammengefügt. Die
einzelnen Kreise sind durch Rückschlagventile abgesichert, die
durch einen über ein Magnetventil zu schaltenden
Betätigungskolben aufgestoßen werden können. Die Kreise können aber auch
durch Überströmventile mit begrenzter Rückströmung abgesichert
sein. Auch hierbei ist jedem Überströmventil jedes Kreises ein
Magnetventil zugeordnet. Das Magnetventil ist in nicht erregtem
Zustand offen, d. h. der Federraum des Überströmventils ist mit
dem Anströmraum verbunden. Damit besitzt das Überströmventil
einen vergleichsweise erhöhten Öffnungsdruck. In erregtem
Zustand schaltet das Magnetventil um und entlüftet den
Federraum. Auch hier ist die über das Magnetventil beaufschlagte
Wirkfläche auf der dem Anströmraum abgekehrten Seite der
beweglichen Wand, also in dem Federraum vorgesehen. Dies führt dazu,
dass bei einer Befüllung sich die insoweit größere Wirkfläche
des Federraums so auswirkt, dass das Überströmventil nicht
öffnen kann, es sei denn, das Magnetventil schaltet in die
Stellung um, in der der Federraum an die Atmosphäre
angeschlossen wird. Damit ist der Nachteil verbunden, dass bei Ausfall der
Elektrik eine Versorgung der Kreise nicht möglich ist.
Andererseits ist es bei intakter elektrischer Versorgung nicht möglich,
das Überströmventil eines Kreises vor Erreichen des festgelegten
Öffnungsdruckes des Überströmventils zu öffnen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Druckluftaufbereitungseinrichtung der eingangs beschriebenen Art dahingehend
weiterzubilden, dass das Überströmventil mindestens eines
Kreises auch unterhalb seines Öffnungsdruckes willkürlich, d. h.
bei Bedarf oder zur Erreichung einer besonderen Funktion,
geöffnet werden kann, so dass Druckluft zu dem Vorratsbehälter des
betreffenden Kreises strömen kann.
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Erfindungsgemäß wird dies bei einer
Druckluftaufbereitungseinrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, dass
die über das Magnetventil direkt beaufschlagbare Wirkfläche auf
der dem Anströmraum zugekehrten Seite der beweglichen Wand des
Überströmventils angeordnet ist oder die über das Magnetventil
indirekt beaufschlagbare Wirkfläche auf der dem Anströmraum
abgekehrten Seite der beweglichen Wand des Überströmventils
angeordnet ist.
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Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, die
Öffnungsmöglichkeiten für die Überströmventile einzelner Kreise zu erweitern
und beispielsweise eine bevorzugte Befüllung einzelner Kreise
auch unterhalb des Öffnungsdruckes des betreffenden
Überströmventils in sehr einfacher Weise realisieren zu können. Dabei
wird in bekannter Weise auch die Sicherheitsfunktion eines
Überströmventiles beibehalten bzw. genutzt. Dies bedeutet, dass
bei Wegnahme der direkten oder indirekten Beaufschlagung das
Überströmventil einen Schließdruck hat, der unterhalb seines
Öffnungsdruckes liegt.
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Es gibt grundsätzlich zwei Realisierungsmöglichkeiten, nämlich
in Verbindung mit direkter oder mit indirekter Beaufschlagung
einer Wirkfläche an dem Magnetventil. Unter direkter
Beaufschlagung wird ein Magnetventil verstanden, das in stromlosem Zustand
die Wirkfläche an die Atmosphäre angeschlossen, also entlüftet,
hält und in erregtem Zustand die Wirkfläche mit Druckluft
beaufschlagt. Unter indirekter Beaufschlagung wird ein Magnetventil
verstanden, das in stromlosem Zustand die Wirkfläche belüftet
hält und in erregtem Zustand die Wirkfläche an die Atmosphäre
anschließt, also entlüftet. In Zuordnung dazu muss diese
Wirkfläche auf der dem Anströmraum zugekehrten Vorderseite oder
abgekehrten Rückseite des Stufenkolbens angeordnet sein.
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Bei einem Druckluftverbrauch in dem betreffenden Kreis fällt der
Druck ab und bei Unterschreiten des Schließdruckes des
Überströmventils wird der betreffende Kreis abgesperrt und damit
abgesichert. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ist es
möglich, durch eine entsprechende Steuerung der Magnetventile über
eine elektronische Steuereinheit auch unterhalb des
Schließdruckes der Überströmventile einen Luftaustausch zwischen
einzelnen Kreisen bereitzustellen. Dies gilt insbesondere für
das Nachfüllen eines der Anhängerbremsung zugeordneten
Bremskreise.
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Für die Ausbildung des Überströmventils mit dem zugeordneten
Magnetventil gibt es verschiedene Realisierungsmöglichkeiten.
Das Magnetventil mit eigenem Entlüftungsanschluss kann so
angeordnet und geschaltet sein, dass es in erregtem Zustand die
Entlüftungsöffnung absperrt und den Anströmraum mit dem der
Wirkfläche zugeordneten Wirkraum verbindet. In nicht erregtem
Zustand wird dagegen der der Wirkfläche zugeordnete Wirkraum an
die Atmosphäre angeschlossen, während die Verbindung zu dem
Anströmraum des Überströmventils abgesperrt ist. Dies bedeutet
gleichzeitig, dass bei Ausfall der elektrischen Versorgung das
Überströmventil seine normale pneumatische Funktion erfüllen
kann. Freilich ist es in diesem Falle nicht möglich, das
Überströmventil unterhalb seines Öffnungsdruckes zu öffnen.
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Die bewegliche Wand weist auf ihrer dem Anströmraum zugekehrten
Seite somit eine erste anströmseitig dauernd beaufschlagte
Wirkfläche, eine zweite abströmseitig dauernd beaufschlagte
Wirkfläche und die dritte, über das Magnetventil beaufschlagte
Wirkfläche auf. Bei diesen Wirkflächen handelt es sich also um
Teilwirkflächen, die auf einer Seite der beweglichen Wand
verwirklicht sind, nämlich auf der Seite, die dem Federraum
abgekehrt ist. Es versteht sich, dass diese Teilwirkflächen in
entsprechender Weise gegeneinander abgesichert sind. Bei
Erreichen des Öffnungsdruckes des Überströmventils wird die
erste und die zweite Wirkfläche miteinander verbunden, so dass
der Durchgang von der Zentralbelüftung der
Druckluftaufbereitungseinrichtung in den Vorratsbehälter des betreffenden Kreises
gewährleistet ist.
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Eine weitere Ausführungsmöglichkeit, bei der die dritte
Wirkfläche der beweglichen Wand des Überströmventils indirekt
beaufschlagt oder freigegeben wird, ist auch möglich. Dabei ist
das Magnetventil mit eigenem Entlüftungsanschluss dann so
angeordnet und geschaltet, dass es in erregtem Zustand den
Entlüftungsanschluss öffnet und geöffnet hält und eine die
bewegliche Wand überbrückende Umgehungsleitung absperrt, so dass
die auf der dem Anströmraum abgekehrte Seite angeordnete
Wirkfläche nicht mehr belastet wird bzw. die auf der dem Anströmraum
zugekehrten Seite angeordnete Wirkfläche durch die Entlüftung
des Wirkraumes der dritten Wirkfläche nicht mehr entlastet wird.
Bei dieser Ausführungsform besitzt die bewegliche Wand, die
wiederum als Stufenkolben oder aber auch als Membrankolben
ausgebildet sein kann, gleichsam auf beiden Seiten zusätzliche
Teilwirkflächen. Diese Teilwirkflächen sind über eine
Umgehungsleitung miteinander verbunden, so dass bei nicht erregtem
Magnetventil diesbezüglich ein Druckausgleich stattfindet und
sich somit der Druck aus der Zentralbelüftung nur auf der
normalen Teilwirkfläche der beweglichen Wand des
Überströmventils auswirken kann. Wird dagegen das Magnetventil
umgeschaltet, so wird die Umgehungsleitung unterbrochen und die dem
Federraum zugekehrte Wirkfläche an die Atmosphäre angeschlossen,
so dass hier eine vorher wirksame Kraft in Fortfall kommt. Damit
kann sich die auf der dem Anströmraum zugekehrten Seite
einwirkende Kraft nunmehr im Sinne einer Öffnung des Überströmventils
auswirken.
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Die bewegliche Wand kann wiederum in verschiedener Weise
ausgebildet werden. Eine bevorzugte Ausführungsmöglichkeit besteht in
der Ausbildung als Stufenkolben. Der Kolben ist dabei aus festem
Material ausgebildet, insbesondere aus Metall. Er ist gestuft
gestaltet und mit den entsprechenden Dichtungen versehen.
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Eine andere Realisierungsmöglichkeit für die bewegliche Wand
besteht darin, dass sie als Membrankolben ausgebildet ist. In
diesem Falle besteht die bewegliche Wand aus elastischem
Material, welches begrenzt nachgiebig gestaltet ist. Der
Membrankolben kann randseitig, d. h. gehäuseseitig eingespannt sein
oder mit entsprechenden Bewegungslippen versehen sein, um selbst
auch an dieser Stelle eine Bewegung auszuführen bzw. zuzulassen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, dass dem
Überströmventil mit begrenzter Rückströmung ein Druckbegrenzer
nachgeschaltet ist, der einen in Öffnungsrichtung auf einer
Begrenzungsfeder abgestützten Kolben aufweist und auf der der
Begrenzungsfeder zugekehrten Seite eine Betätigungsfläche aufweist,
deren Betätigungsraum über eine Verbindungsleitung an den
Wirkraum der dritten Wirkfläche des Überströmventils angeschlossen
ist. Dies bedeutet, dass das Magnetventil nicht nur dem
Überströmventil, sondern gleichzeitig auch dem Druckbegrenzer
zugeordnet ist. Beim Umschalten des Magnetventils wirkt sich dies
sowohl auf das Überströmventil wie auch auf den Druckbegrenzer
aus. Das Überströmventil und der Druckbegrenzer werden gemeinsam
geöffnet, so dass auch in diesem Falle der Vorratsbehälter des
betreffenden Kreises bevorzugt befüllt werden kann. Auch hier
gibt es wieder für die konstruktive Realisierung des
Druckbegrenzers verschiedene Möglichkeiten.
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Die gemeinsame Zuordnung eines Magnetventils zu dem
Überströmventil und einem Druckbegrenzer eines betreffenden Kreises ist
auch dann möglich, wenn die indirekt beaufschlagbare Wirkfläche
an dem Überströmventil verwirklicht wird. In diesem Falle ist
dem Überströmventil mit begrenzter Rückströmung ebenfalls ein
Druckbegrenzer nachgeschaltet, der einen in Öffnungsrichtung auf
einer Begrenzungsfeder abgestützten Kolben aufweist und auf der
der Begrenzungsfeder jedoch abgekehrten Seite eine
Entlastungsfläche aufweist, deren Betätigungsraum über eine
Verbindungsleitung an den Wirkraum der dritten Wirkfläche des
Überströmventils angeschlossen ist. Damit wird beim Erregen des
Magnetventils sowohl der Wirkraum wie auch der Entlastungsraum des
Druckbegrenzers an die Atmosphäre angeschlossen, so dass beide
Ventile geöffnet werden können. Es ist auch möglich, die
Anordnungsreihenfolge zwischen Überströmventil und Druckbegrenzer
umzukehren, also in Fließrichtung des Druckmediums zunächst den
Druckbegrenzer und diesem nachgeschaltet das Überströmventil
anzuordnen.
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Die Erfindung wird anhand verschiedener Ausführungsbeispiele
weiter erläutert und beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 eine schematisierte Schnittdarstellung durch eine
Druckluftaufbereitungseinrichtung mit Darstellung
aller wesentlicher Elemente,
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Fig. 2 eine Detaildarstellung von Teilen der
Druckluftaufbereitungseinrichtung, die einem Kreis zugeordnet
sind,
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Fig. 3 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 2, jedoch in einer
anderen Ausführungsform,
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Fig. 4 eine weitere Ausführungsform für das Überströmventil
und den Druckbegrenzer, und
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Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des Überströmventils ohne
einen nachgeschalteten Druckbegrenzer.
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In Fig. 1 ist eine Druckluftaufbereitungseinrichtung für
Kraftfahrzeug-Druckluftanlagen dargestellt, die schematisch ein
gemeinsames Gehäuse 1 erkennen lässt, in dem bzw. an dem
wesentliche Elemente der Aufbereitungseinrichtung untergebracht sind.
Das Gehäuse 1 weist einen Anschluss 2 auf, an welchen eine von
einem Kompressor 3 herangeführte Verbindungsleitung 4
angeschlossen ist. Der Anschluss 2 führt zu einem Verteilungsraum 5,
von dem die herangeführte Druckluft einerseits über einen
Lufttrockner 6 strömt und vor ein Rückschlagventil 7 gelangt. Bei
aufgestoßenem Rückschlagventil 7 gelangt die Druckluft in eine
Zentralbohrung 8, an der die einzelnen Kreise angeschlossen
sind. Es wird hier die Funktion eines integrierten
Mehrkreisschutzventiles 9 erreicht. In dem Gehäuse 1 ist weiterhin ein
Druckregler 10 integriert, der hier als elektrischer Druckregler
ausgebildet ist. Der Druckregler 10 weist ein Auslassventil 11
auf, dessen Kolben 12 auf einer Schließfeder 13 abgestützt ist.
Zu dem Auslassventil 11 gehört ein Magnetventil 14, welches mit
Druckluft aus der Zentralbohrung 8 versorgt wird, einen eigenen
Entlüftungsanschluss 15 aufweist und über das Druckluft über
eine Leitung 16 zu einem Betätigungskolben 17 gelangen kann, um
das Auslassventil 11 zu öffnen.
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Für jeden Kreis I, II, III, IV und V ist je ein Überströmventil
18 mit begrenzter Rückströmung vorgesehen, welches über eine
Leitung 19 an die Zentralbohrung 8 angeschlossen und von dort
mit Druckluft versorgt wird. Das Überströmventil 18 weist eine
bewegliche Wand 20 auf, die hier in Form eines Stufenkolbens 21
realisiert ist. Die bewegliche Wand 20 bzw. der Stufenkolben 21weist anströmseitig eine erste Wirkfläche 22 auf, vor der ein
Anströmraum 23 gebildet ist, der über die Leitung 19 in
dauernder Verbindung zu der Zentralbohrung 8 steht. Die bewegliche
Wand 20 bzw. der Stufenkolben 21 trägt stirnseitig eine
Dichtungsplatte 24 (Fig. 2), die mit einem eingezogenen Rand 25 ein
Durchlassventil 24, 25 bildet. Der Stufenkolben 21 besitzt eine
Dichtung 26, so dass die Wirkfläche 22 zwischen dieser Dichtung
26 und dem eingezogenen Rand 25 begrenzt ist. Der Stufenkolben
21 weist eine zweite Wirkfläche 27 auf, die von dem eingezogenen
Rand 25 als Kreisfläche umgeben und damit festgelegt ist. Diese
zweite Wirkfläche 27 wird dauernd abströmseitig beaufschlagt,
d. h. von ihr führt eine Leitung 28 über einen Anschluss 29 zu
einem Vorratsbehälter 30, der dem Kreis I zugeordnet ist. Der
Stufenkolben 21 bzw. die bewegliche Wand 20 ist auf der dem
Anströmraum 23 abgekehrten Rückseite auf einer Feder 31
abgestützt, die gehäuseseitig aufgelagert und über einen Federteller
mit Einstellschraube einstellbar ausgebildet sein kann. Durch
die eingestellte Kraft der Feder 31 in Verbindung mit der
Bemessung der ersten Wirkfläche 22 wird der Öffnungsdruck des
Überströmventils 18 festgelegt, bei welchem das Durchlassventil 24,
25 öffnet.
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Der Stufenkolben 21 bzw. die bewegliche Wand 20 weist eine
weitere Dichtung 32 auf, die an einem gestuften Teil mit
vergrößertem Durchmesser ausgebildet ist. Zwischen den Dichtungen
26 und 32 ist eine dritte Wirkfläche 33 realisiert. Auch diese
dritte Wirkfläche 33 ist auf der dem Anströmraum 23 zugekehrten
Seite des Stufenkolbens 21 angeordnet. Die Feder 31 ist in einem
Rückraum 34 angeordnet, der zur Vermeidung eines Druckaufbaus
dauernd an die Atmosphäre angeschlossen ist.
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Dem Überströmventil 18 ist ein Magnetventil 35 zugeordnet. Das
Magnetventil 35 besitzt einen eigenen Entlüftungsanschluss 15,
der hier konstruktiv mit dem Entlüftungsanschluss 15 des
Magnetventils 14 zusammengefasst ist. Eingangsseitig ist eine Leitung
36 vorgesehen, über die das Magnetventil 35 mit Druckluft aus
der Zentralbohrung 8 versorgt wird. Von dem Magnetventil 35zweigt eine Steuerleitung 37 ab, die zu einem Wirkraum 38 führt,
der der dritten Wirkfläche 33 des Stufenkolbens 21 zugeordnet
ist. Am oder im Gehäuse 1 ist auch eine Steuereinheit 39
verwirklicht, über die das Magnetventil 35 sowie auch die übrigen
Magnetventile elektrisch angesteuert werden (nicht dargestellt).
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In gleicher Weise wie oben beschrieben besitzt jeder der Kreise
I, II, III, IV und V je ein solches Überströmventil 18 mit
begrenzter Rückströmung. Den beiden Überströmventilen 18 mit
begrenzter Rückströmung der Kreise I und II ist hier ein
einziges Magnetventil 35 zugeordnet. Der Kreis III besitzt ein
weiteres solches Magnetventil 35, ebenso der Kreis IV. Der Kreis
V besitzt ein solches Magnetventil 35 nicht. Den einzelnen
Kreisen sind Druckspannungswandler 40 zugeordnet, die über
Leitungen 41 jeweils mit den betreffenden Vorratsbehältern 30
der jeweiligen Kreise verbunden sind. Die Druckspannungswandler
40 können im Bereich der elektronischen Steuereinheit 39
angeordnet sein.
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Wie anhand der Fig. 1 ersichtlich ist, können die Kreise III und
IV noch einmal aufgeteilt sein, wobei ein solcher Teilkreis über
ein zusätzliches Rückschlagventil abgesichert sein kann.
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In der jeweiligen Leitung 28 von der Zentralbohrung 8 zu dem
jeweiligen Vorratsbehälter 30 der Kreise I und II ist nur
jeweils ein Überströmventil 18 mit begrenzter Rückströmung
angeordnet. Gleiches gilt für den Kreis V, wobei jedoch dort ein
Vorratsbehälter in Fortfall kommt. Bei den Kreisen III und IV
ist dem jeweiligen Überströmventil 18 mit begrenzter
Rückströmung ein Druckbegrenzer 42 nachgeschaltet. Der Druckbegrenzer 42
weist einen Kolben 43 auf, der auf einer Begrenzungsfeder 44
abgestützt ist. Auch die Kraft der Begrenzungsfeder 44 kann
einstellbar ausgebildet sein. Der Kolben 43 des Druckbegrenzers
42 ist von einem gehäusefest gelagerten Einsatz 45 umgeben (Fig.
2), der, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, abgedichtet und
angeordnet untergebracht ist. Der Kolben 43 bildet mit einem
Rand 46 des Einsatzkörpers 45 ein Durchlassventil für Druckluft,
die über eine Leitung 47 von dem Überströmventil 18 herangeführt
wird. Von dem Druckbegrenzer 42 führt hier die Leitung 28 zu dem
betreffenden Vorratsbehälter 30 des betreffenden Kreises (nicht
dargestellt). Die Begrenzungsfeder 44 ist in einem
Betätigungsraum 48 untergebracht. Der Betätigungsraum 48 ist über eine
Verbindungsleitung 49 mit dem Wirkraum 38 der dritten Wirkfläche
33 des betreffenden Überströmventils 18 verbunden, so dass sich
eine Schaltbewegung des Magnetventils 35 hier in den Kreisen III
und IV auch auf den jeweiligen nachgeschalteten Druckbegrenzer
42 auswirkt.
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In Fig. 2 ist am Beispiel des Kreises III die konstruktive
Ausbildungsmöglichkeit des Überströmventils 18 mit begrenzter
Rückströmung und des nachgeschalteten Druckbegrenzers 42 nochmals in
vergrößerter Darstellung wiedergegeben. Es ist leicht
vorstellbar, dass das Überströmventil 18 mit begrenzter Rückströmung
auch einem anderen der Kreise zugeordnet sein könnte. Ebenso ist
vorstellbar, dass die Schaltungsreihenfolge des Überströmventils
18 und des Druckbegrenzers 42 umgekehrt angeordnet werden
könnte.
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Fig. 3 zeigt eine weitere konstruktive Bauart der Ausbildung des
Überströmventils 18 mit begrenzter Rückströmung. Das
Überströmventil 18 besitzt hier einen Membrankolben 50, der auch hier auf
der Feder 31 abgestützt ist. Der Membrankolben 50 ist aus
elastischem Material ausgebildet. Er besitzt randseitig eine
Dichtlippe 51 und eine weitere auf einem kleineren Durchmesser
angeordnete Lippe 52, die mit einem eingezogenen Gehäuserand 53
eine Dichtfunktion erfüllt, so dass hier zwischen der Dichtlippe
51 und der Lippe 52 die dritte Wirkfläche 33 verwirklicht wird,
die auch hier über ein Magnetventil 35 angesteuert wird.
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Ansonsten ist auch hier der eingezogene Rand 25 vorgesehen, der
die erste Wirkfläche von der zweiten Wirkfläche abtrennt. Auch
hier sind die drei Wirkflächen 22, 27, 33 anströmseitig auf der
dem Anströmraum 23 zugekehrten Seite des Membrankolbens 50
vorgesehen. Die Wirkungsweise dieses Überströmventils 18 mit
begrenzter Rückströmung ist prinzipiell gleich zu der
Wirkungsweise der anderen gezeigten und beschriebenen Ausführungsform
der Fig. 1 und 2.
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Fig. 3 zeigt eine weitere Realisierungsmöglichkeit für den
Druckbegrenzer 42. Auch hier weist der Druckbegrenzer 42 einen
Kolben 43 auf, der auf einer Begrenzungsfeder 44 abgestützt ist.
Der Kolben 43 ist hier druckentlastet ausgebildet und besitzt
eine Bohrung 54, über die beidseitig vorgesehene gleichgroße
Flächen von dem gleichen Druck beaufschlagt sind. Auch hier ist
der Betätigungsraum 48 über die Verbindungsleitung 49 an den
Wirkraum 38 der dritten Wirkfläche 33 angeschlossen. Damit kann
auch hier der Kolben 43 des Druckbegrenzers 42 im Öffnungssinne
beaufschlagt werden, sobald das Magnetventil 35 umschaltet.
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Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit des
Überströmventils 18 und des Druckbegrenzers 42 in Verbindung mit einem
Magnetventil 35, welches in stromlosem Zustand geöffnet ist. Das
Magnetventil 35 besitzt auch hier einen eigenen
Entlüftungsanschluss 15. Das Überströmventil 18 wird über die Leitung 8 und
die Leitung 19 mit Druckluft versorgt. Die bewegliche Wand 20
ist auch hier als Stufenkolben 21 ausgebildet. Anströmseitig ist
die erste Wirkfläche 22 zwischen einem Rand 25 und einer
Dichtung 26 gebildet. Dort befindet sich zugleich der Anströmraum
23. Die bewegliche Wand 22 weist weiterhin die Dichtungsplatte
24 auf, die mit dem eingezogenen Rand 25 die zweite Wirkfläche
27 bildet. Der Stufenkolben 21 ist auch hier auf einer
einstellbaren Feder 31 abgestützt. Der Stufenkolben weist eine weitere
Dichtung 32 auf, die aber hier auf einem kleineren Durchmesser
als die Dichtung 26 vorgesehen ist. Zwischen den Dichtungen 26
und 32 wird eine dritte Wirkfläche 33 geschaffen, die aber hier
auf der Rückseite des Stufenkolbens 21 angeordnet ist. Die
Wirkfläche 33 ist kleiner als die Wirkfläche 22 bemessen. Von
dem Magnetventil 35 führt die Steuerleitung 37 zu der dritten
Wirkfläche 33 bzw. dem dort gebildeten Wirkraum 38. Von dem
Wirkraum 38 führt die Verbindungsleitung 49 zu dem
Druckbegrenzer 42. Der Druckbegrenzer 42 weist auch hier einen Kolben
43 auf, der auf der Begrenzungsfeder 44 abgestützt ist. Der
Betätigungsraum 48 des Kolbens 43 ist hier auf der anderen Seite
angeordnet. Die betreffende Wirkfläche wird von einer Dichtung
55 festgelegt. Der Kolben 43 bildet mit einem Rand 46 ein
Durchlassventil, zu dem die Leitung 47 von dem Überströmventil
18 herangeführt ist. Rückseitig wird an dem Kolben 43 durch
Dichtungen 56 und 57 eine Wirkfläche 58 bestimmt, die gleich
groß bemessen ist wie die Wirkfläche, die durch die Dichtung 55
festgelegt ist. Eine Umgehungsleitung 59 stellt die Verbindung
zu der Leitung 47 her. Ein Kanal 60 durchsetzt den Kolben 43 und
führt zu der Leitung 28 des betreffenden Kreises und zugleich
über ein Rückschlagventil zu einem weiteren angeschlossenen
Kreis.
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Die Wirkungsweise der in Fig. 4 dargestellten Einheit aus
Überströmventil 18 und Druckbegrenzer 42, die an sich jedem
Verbraucherkreis zugeordnet sein kann, ist folgende:
Das Magnetventil 35 ist stromlos geöffnet, wie in Fig. 4
dargestellt. Demzufolge wirkt sich die vom Kompressor gelieferte im
Druck ansteigende Luft der Zentralbohrung 8 einerseits
druckmäßig auf der ersten Wirkfläche 22 aus. Gleichzeitig gelangt die
Druckluft auf die dritte Wirkfläche 33. Die bewegliche Wand 20
wird in Abhängigkeit der Differenzfläche zwischen den
Wirkflächen 22 und 33 öffnen, so dass Druckluft aus der
Zentralbohrung 8 in die Leitung 47 zum Druckbegrenzer 42 strömen kann.
Der Kolben 43 des Druckbegrenzers 42 möge so bemessen sein, dass
sein Durchlassventil mit dem Rand 46 trotz Einwirken des Druckes
im Betätigungsraum 48 in der geöffneten Stellung steht. Sobald
der Druck in der Leitung 47 nach dem Öffnen des Überströmventils
18 ansteigt, gelangt diese Druckluft in die Leitung 28 zum
betreffenden Kreis. Gleichzeitig wird die von der Dichtung 56
eingeschlossene Wirkfläche mit diesem Druck beaufschlagt, so
dass sich bei steigendem Druck gegen die Kraft der
Begrenzungsfeder 44 eine Schließstellung ergibt. Damit wird der Druck in
der Leitung 28 und dem nachgeschalteten Kreis entsprechend
begrenzt.
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Beim Umschalten des Magnetventils 35 in die Schließstellung wird
der Wirkraum 38 und der Betätigungsraum 48 entlüftet. Das
Überströmventil 18 bleibt geöffnet. Durch den Wegfall der
Druckbeaufschlagung im Betätigungsraum 48 wird der Kolben 43 nach oben
verfahren, so dass er sein Durchlassventil mit dem Rand 46
öffnet. Damit ergibt sich die Möglichkeit, in der Leitung 28
einen höheren Druck aufzubauen, also die Druckbegrenzung des
Druckbegrenzers 42 zu beseitigen. Entsprechendes gilt für ein
Nachströmen von Druckluft bei Verbrauch in dem betreffenden
Kreis.
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Wenn aus irgendwelchen Gründen der Druck in der Zentralbohrung
8 niedriger ist als der Schließdruck des Überströmventils 18,
dann wird dieses in die Schließstellung überführt. Durch
Umschalten des Magnetventils 35 in die Schließstellung kann die
Wirkfläche 33 entlüftet und damit trotzdem ein Öffnen des
Überströmventils 18 erreicht werden. Damit ergibt sich auch in
diesem Falle die Möglichkeit, durch einen Schaltvorgang
Druckluft in den betreffenden Kreis nachzuspeisen.
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Fig. 5 verdeutlicht eine weitere Ausführungsmöglichkeit des
Überströmventils 18, und zwar in Verbindung mit einem
Magnetventil 35, welches, wie in Fig. 4, in stromlosem Zustand
geöffnet ist. Das Überströmventil 18 ist hier als Membranventil
ausgebildet. Über einen festen Körper, der auf der Feder 31
abgestützt ist, ist eine Dichtmanschette 61 gestülpt, die mit
ihrem äußeren Rand die Dichtlippe 51 bildet. Zwischen der
Dichtlippe 51 und dem Rand 25 wird die erste Wirkfläche 22
festgelegt. Der Rand 25 schließt die zweite Wirkfläche 27 ein.
Auf der Rückseite ist an der Dichtmanschette 61 eine Lippe 52
vorgesehen. Zwischen der Dichtlippe 51 und der Lippe 52 wird die
dritte Wirkfläche 33 gebildet. Von dem Überströmventil 18 zweigt
die Leitung 28 ab, wenn kein Druckbegrenzer nachgeschaltet ist.
Anderenfalls handelt es sich um die Leitung 47 (Fig. 4).
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Das Überströmventil 18 gemäß Fig. 5 besitzt die gleiche Funktion
wie das Überströmventil 18 gemäß Fig. 4.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Gehäuse
2 Anschluss
3 Kompressor
4 Verbindungsleitung
5 Verteilungsraum
6 Lufttrockner
7 Rückschlagventil
8 Zentralbohrung
9 Mehrkreisschutzventil
10 Druckregler
11 Auslassventil
12 Kolben
13 Schließfeder
14 Magnetventil
15 Entlüftungsanschluss
16 Leitung
17 Betätigungskolben
18 Überströmventil
19 Leitung
20 bewegliche Wand
21 Stufenkolben
22 erste Wirkfläche
23 Anströmraum
24 Dichtungsplatte
25 Rand
26 Dichtung
27 zweite Wirkfläche
28 Leitung
29 Anschluss
30 Vorratsbehälter
31 Feder
32 Dichtung
33 dritte Wirkfläche
34 Rückraum
35 Magnetventil
36 Leitung
37 Steuerleitung
38 Wirkraum
39 Steuereinheit
40 Druckspannungswandler
41 Leitungen
42 Druckbegrenzer
43 Kolben
44 Begrenzungsfeder
45 Einsatz
46 Rand
47 Leitung
48 Betätigungsraum
49 Verbindungsleitung
50 Membrankolben
51 Dichtlippe
52 Lippe
53 Gehäuserand
54 Bohrung
55 Dichtung
56 Dichtung
57 Dichtung
58 Wirkfläche
59 Umgehungsleitung
60 Kanal
61 Dichtmanschette