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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 stromloser 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 Überström ventils
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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1 eine
schematisierte Schnittdarstellung durch eine Druckluftaufbereitungseinrichtung
mit Darstellung aller wesentlicher Elemente,
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2 eine
Detaildarstellung von Teilen der Druckluftaufbereitungseinrichtung,
die einem Kreis zugeordnet sind,
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3 eine ähnliche
Darstellung wie 2, jedoch in einer anderen Ausführungsform,
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4 eine
weitere Ausführungsform
für das Überströmventil
und den Druckbegrenzer, und
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5 eine
weitere Ausführungsform
des Überströmventils
ohne einen nachgeschalteten Druckbegrenzer.
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In 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 21 weist
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 (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 35 zweigt 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 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 (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 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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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. 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 Wirkungs weise der anderen gezeigten und
beschriebenen Ausführungsform
der 1 und 2.
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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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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 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 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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5 verdeutlicht
eine weitere Ausführungsmöglichkeit
des Überströmventils 18,
und zwar in Verbindung mit einem Magnetventil 35, welches,
wie in 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 (4).
-
Das Überströmventil 18 gemäß 5 besitzt die
gleiche Funktion wie das Überströmventil 18 gemäß 4.
-
- 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