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Druckregler
Druckregler, insbesondere für Druckluftbremsanlagen
in Kraftfahrzeugen, mit einem Steuerteil für einen die Druckluftzufuhr zu einem
Vorratsbehälter überwachenden Abschaltkolben sowie mit einem im Strömungsweg der
Druckluft angeordneten Rückschlagventil.
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Die bekannten Druckübersetzer dieser Gattung weisen den Nachteil auf,
daß die Schaltspanne, d.h. die Differenz zwischen dem einschalt- und Abschaltdruck,
in ihrer Größe und Lage sich während des Betriebes häufig in unerwünschter Weise
verändert.. Die bekannten Druckübersetzer weisen zum Teil zusätzlich zum Abschaltkolben
ein im Gehäuse dichtend geführtes Steuerglied auf, von dessen Leichtgängigkeit,
d.h. von der Größe der Reibung an den Dichtelementen, die Schaltspanne direkt beeinflußt
wird. Infolge der Alterung und Abnutzung der Dichtelemente verändert sieh die Größe
der Reibung mit zunehmender Betriebsdauer und damit auch die Größe und Lage der
Schaltspanne. Es sind auch Druckübersetzer obiger Gattung bekannt, die . eine Membran
aufweisen. Änderungen der Elastizität dieser Membran, wie sie beispielsweise bei
Temperaturschwankungen auftreten, beeinflussen ebenfalls die Große und lege der
Schaltspanne in nachteiliger Weise.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen konstruktiv einfachen
Druckregler zu schaffen, dessen Schaltspanne unabhängig von Betriebsdauer und Temperatureinflüssen
stets angenähert konstant bleibt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, das das Steuerteil
für den Abschaltkolben ein einen Steuerraum des Abschaltkolbene bs-bzw. entlüftendes
Doppelrückeohlagventil enthält, desen federbe-
| leet_ter .#nen in der AuftUllstellung des Druckre- |
lers geschlossenen Durchlaß aufweist und daß außerdem ein in Abhängigkeit
von der Druckdifferenz zwischen Vorratsbehälter-und Luftpresseränschluß arbeitender
federbelasteter Steuerkörper vorgesehen ist derart, datß von einer Bohrung zwischen
dem Vorratsbehälteranschluß und dem Ventilteller des Doppelrückschlagventils in
der einen Endlage des Steuerkörpers ein großer und in der anderen Endlage nur ein
kleiner Querschnitt freigegeben ist, und däß der Durohlaß des Ventiltellers ein
von diesem Ventilteller mit einer Gehäusebohrung gebildeter Ringspalt ist. vorteilhaft
ist es, wenn ein Auslaßventilsitz des Ventiltellers an einem in das Gehäuse eingeschraubten
Gehäuseeinsatz angeordnet ist derart, daß der Abstand zwischen dem Auslußventlisitz
und einem Einlaßventilsitz und damit die Schaltspanne einregulierbar ist, und wenn
zusätzlich die Vorspannung einer am Ventilteller wirksamen Druckfeder mittels einer
Schraube einstellbar ist. Außerdem. ist es zweckmäßig, wenn die Querschnittsfläche
des Durchlasses am Ventilteller größer ist als die in der rechten Endlage des Steuerkörpers
freigegebene kleine Querschnittsfläche der Böhrung und wenn der Durchmesser des
Auslaßventilsitzes größer ist als der des Einlaßventilsitzes. , In der Zeichnung
ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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In einem Gehäuse 1 ist ein Abschaltkolben 2 in einer Gehäusebohrung
3 dichtend geführt angeordnet, der an seiner Unterseite einen Kolbenbund 4 trägt.
Eine unter dem Abschaltkolben 2 angeordnete Druckfeder 5 schiebt diesen in seine
obere Endlage, in welcher der Kolbenbund 4 auf einem Abschaltventilsitz 6 dichtend
aufliegt. Ein Raum 7 unterhalb des Abschaltkolbens 2 ist über ' eine Gehäuseöffnung
8 mit der Atmosphäre verbunden. Ein Raum 9 oberhalb des Abschaltventilsitzes 6 steht
über einen Anschluß 10 mit dem in der Zeichnung nicht dargestellten Luftpresser
in Verbindung. .In dem Raum 9 ist außer dem Abschaltkolben 2 ein Luftfilter 11 angeordnet.
Eine
sich an den Raum 9 anschließende Bohrung 12 ist von einem Rüokschlagventil 13 mit
einer in einem Raum 14 angeordneten Druckfeder 15 verschlossen, Der Raum 14 ist
mit. einem Ansohluß 16 verbunden, an den ein nicht dargestellter Druckluftbehälter
der Druckluftaulage angeschlossen ist. Von dem Raum 14 aus führt eine Bohrung 17
in einen Raum 18 an der linken Seite eines Steuerkörpers 20, der in einer Gehäusebohrung
21 dichtend geführt angeordnet ist. von der Kraft einer sich an einen abgedichtet
in der Gehäusebohrung 21 angeordneten Gehäuseeinsatz 22 abstützenden Druckleder
23 wird der Steuerkörper 20 in seine linke Endlage geschoben. Ein Raum 24 an der
rechten Seite des ` Steuerkörpers 20 ist über eine Bohrung 25 mit dem Raum 9. verbunden.
Ein als Schieber ausgebildeter Ansatz 26 des Steuerkörpers 20 ist in einer Bohrung
27 zwischen denn Raum 18 und einem Raum 28 angeordnet und gibt entweder einen großen
oder einen kleinen Querschnitt der Bohrung 27 frei. Ein Ventilteller 29 wird von
der Kraft einer Druäkfeder 30, deren Vorspannung mittels eines Schraube 31 einreguliert
werden kann, auf einem Einlaßventilsitz 32 gehalten und trennt den. Raum 28 von
einem Steuerraum 33 oberhalb des Abachaltkolbene 2: Der Ventilteller 29 bildet mit
der Wandung einer Gehäusebohrung 34 einen ringspaltförmigen Durchlaß 35. In die
Gehäusebohrung 34 ist ein Gehäuseeinsatz 36, der einen Auslaßventilsitz 37 trägt
,. abgedichtet und verstellbar eingeschraubt derart, daß der Anstand zwischen den
Ventilsitzen 32 und 37 einstellbar ist. Der Durchmesser des Auslaßventilsitzes 37
ist größer als der des Einlaßventilsitzes 32. Der Steuerraum 33 ist in der bezeichneten
Stellung über einen Raum 38 und eine Entlüftungsbohrung 39 mit der Atmosphäre verbunden.
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Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Druckreglers ist folgende
In der Zeichnung, ist der Druckregler in der Auffüllstellung dargestellt. Die vom
Luftpresser geförderte Druckluft gelangt vom Anschluß 10 in den Raum 9 und weiter.
über den Luftfilter 11, die Bohrung 12, das geöffnete RUckechlagventil
13 sowie. die Kammer 14
an der., Anaehluß 16 und von
dort weiter in den Vorratsbehälter.
Der Abschaltkolben 2 wird
von der Druckfeder 5 in seiner oberen klage gehalten, so daß der Kolbenbund 4 auf
dem Abschalt= ventileitz 6 dichtend aufliegt. Der Steuerkörper 20 wird, da in den
über die Bohrungen 17 und 25 mit den Räumen 9 bew. 14 verbundenen Räumen 18 und
24 gleicher Druck herrscht, von der Druokfeder 23 in seiner linken Endlage gehalten,
Der Ansäte 26 des Steuerkörpers 20 gibt in dieser Stellung einen großen Querschnitt
der Bohrung 27 frei, über den eich der indem Raum 14, d.h. in der Druokluftenlagc
herrschende Druck auch in den Raum 28 fortpflanzt. Der Druck in dem Raum 28 beaufschlagt
eine vom EinlaBventileitz 32 begrenzte Fläche den Ventiltellern 29, der von der
Kraft der Druckfeder 30 auf dem Einlaßventileitz 32 gehalten wird.
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Der Steuerraum 33 oberhalb den Abschaltkolbens 2 ist über den freien
Auslaßventilnitz 37, den Raum 38 und die Entlüftungsbohrung 39 mit der Atmosphäre
verbunden.
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Erreicht der allmählich ansteigende Druck im Druckluftbehälter, d.h.
auch der Druck in den Räumen 14, 18 und 28 des Druckreglers, den Abschaltdruek,
so wird der Ventilteller 29 gegen die Kraft der Druckfeder 30 von seinem Einlaßventileitz
32; abgehoben. Gleichzeitig wird dann die gesamte Fläche der rechten Seite des Ventiltellers
29 vom Druck im Raum 28 beaufschlagt, so daß sich, da außerdem an der gesamten Fläche
der linken Seite des Ventiltellers 29 noch der sehr viel niedrigere Atmosphärendruck
wirksam ist, dieser sehr schnell auf seinen Auslaßventilsitz 37 legt. Über den als
Ringspalt ausgebildeten Durchlaß 35 strömt Druckluft aus dem Raum 28 in den Steuerraum
33 oberhalb des Ab-sehaltkolbens 2. Über den großen offenen Querschnitt
der Bohrung
27 strömt, gleichzeitig Druckluft in den Raum 28 nach. Der Durchmesser
des Auslaßventilsitzes 37 ist so groß, daß der Ventil-teller 29 auch nach erfolgtem
Druckausgleich zwischen den
Rä,uicen 28 und 33 vom Druck im Raum
28 ::uf seinem Auslaßventil-. sitz 37 gehalten wird.
Der
Abschaltkolben 2 bewegt eich unter dem Einfluß des Drucken im Steuerraum 33 gegen
die Kraft der Druckfeder 5 nach unten in seine Leerlaufstellung, wobei. dar Kolbenbund
4 von dem Abschaltventilaitz 6 abhebt und die vors Luftpresser geförderte Luft über
den Raum 7 und die Gehäuseöffnung ß in die Außenluft abströmt. Der Luftprasser arbeitet
jetzt im Leerlauf. Das an der Bohrung 12 angeordnete Rückschlagventil 13 ist geschlossen,
so daß dort aus der Druckluftanlage keine Druckluft entweichen kann.
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Mach dem Umschalten des Druckreglers in die Leerlaufstellung entweicht
über die Bohrung 25 auch die Druckluft aus dem Raum 24 an der rechten Seite des
Steuerkörpers 20. Dieser bewegt sich infolgadessen unter dem Einluß des Druckes
im Raum 18 gegen die Kraft der Druckfeder 23 in seine rechte Endlage. Der Ansatz
26 des Steuerkörpers 20 läßt, jetst nach beendeter Umachaltung des Druckreglers
nur eine verkleinerte Quersehnittsfläche der Bohrung 27 frei, die kleiner ist als
die des ringepaltförmigen. Durchlasses 35 am Ventilteller 29.
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Sobald der Druck in der Druckluftanlage infolge von Druokluftentnahme
oder Undichtigkeiten um einen Wert gesunken ist, weleher der Größe der Schaltspanne
des Druckreglers entspricht, ist auch der Druck in den Räumen 28 und 33 auf den
Einschalt- . druck abgesunken, bei dem die Kraft der Druckfeder 30 den Ventilteller
29 von seinem Auslaßventilsitz 37 abhebt. Die Größe des Einschaltdruckes ergibt
sich aus der vom Durchmesser des Auilaßventileitzea 37 vorgegebenen wirksamen fläche
am Ventilteller 29 und der Kraft der Druckfeder 30. Nach dem Abheben des Ventiltellers
29 von seinen Auslaßventilsitz 37 wird der Steuerraum 33 über den Raum 38.und die
Entlüftungsbohrung 39 entlüftet. Da gleichzeitig auch der Raum 28 rechts des Ventiltellers
29 über den ringspaltförmigen Durohlaß 35 entlüftet. wird, während über die.kleinere
offene Querechnittsfläche der Bohrung 27 in diesen Raum 28-nur
sehr wenig Druckluft nachströmt, fällt dort
der Druck ab, sö
daß.sich der Ventilteller 29. infolgedessen
schnell auf seinen Einlaßventilsits
32,legt.
Infolge der Entlüftung des Steuerraumes 33 kann die Druckfeder
5 jetzt den Abschaltkolben 2 näoh oben schieben, bis der Kolbenbund 4 auf dem Abschaltventilsitz
6 aufliegt. Der Luftpresser fördert wieder in den Druekluftbehälter der Druekluftanlage.
Der Steuerkörper 20 wird von dem sich auch im Raum 24 wieder aufbauenden Druck in
seine linke Endlage geschoben.
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Für den Fall, daß im Steuerteil für den Abschaltkolben 2 eire Störung
auftritt. ist die Druckfeder 5 unterhalb des Abschaltkolbens 2 derart ausgelegt,
daß dieser die Funktion eines heitsventils übernehmen kann. Steigt der Druck in
der Druckluftanlage in diesem Fall über den Abschaltdruck hinaus an, so schiebt
der im Raum 9 anstehende am Kolbenbund 4 wirksame Druck den Abschaltkolben 2 nach
unten. Der Luftpresser fördert dann in die Außenluft und der Druck in der Druckluftanlage
steigt nicht weiter an.
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Mittels der Schraube 31 ist die Vorspannung der am Ventiltelier wirksamen
Druckfeder 30 einstellbar, so daß die Größe de: Einschalt und des Abschaltdruckes
einregulierbar ist. Der erfindungsgemäße Druckgeber weist außerdem, den Vorteil
auf, daß auch die Schaltspanne, d:h. die Differenz zwischen diesen beider Drücken
in gewissen Grenzen einscellbar ist, da der den Auslaßventilsitz 37 tragende Gehauseeinpatz
36 derart in das Gehäuse 1 eingeschraubt ist, daß eine Verstellung des Abstandes
zwischen cen Ventilsitzen 37 und 32 möglich ist, woraus sich aufgrund der Veränderung
der Vorspannung der Druckfeder 30 eine Veränderung der Größe des Abschaltdruckes
ergibt, während der Einschaltdruck konstant bleibt.
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Der erfindungsgemäße Druckgeber arbeitet unabhängig von der betriebsdauer
sehr genau, da an dem allein die Genauigkeit der-Umsohaltung beeinflussenden Ventilteller
29 praktisch keine Rei-bungskräfte wirksam sind und auch kein Verschleiß auftritt.
Außerdem verlaufen die Schaltbewegungen des Ventiltellers 29,yjie be-reite oben
beschrieben,sohnell, so daß die Umschaltpunkte des
Druckreglers
genau festgelegt sind.
Infolge der Entlüftung des Steuerraumes
33 kann die Druckfeder 5 jetzt den Abschaltkolben 2 näoh oben schieben, bis der
Kolbenbund 4 auf dem Abschaltventilsitz 6 aufliegt. Der Luftpresser fördert wieder
in den Druekluftbehälter der Druekluftanlage. Der Steuerkörper 20 wird von dem sich
auch im Raum 24 wieder aufbauenden Druck in seine linke Endlage geschoben.
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Für den Fall, daß im Steuerteil für den Abschaltkolben 2 eire Störung
auftritt. ist die Druckfeder 5 unterhalb des Abschaltkolbens 2 derart ausgelegt,
daß dieser die Funktion eines heitsventils übernehmen kann. Steigt der Druck in
der Druckluftanlage in diesem Fall über den Abschaltdruck hinaus an, so schiebt
der im Raum 9 anstehende am Kolbenbund 4 wirksame Druck den Abschaltkolben 2 nach
unten. Der Luftpresser fördert dann in die Außenluft und der Druck in der Druckluftanlage
steigt nicht weiter an.
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Mittels der Schraube 31 ist die Vorspannung der am Ventiltelier wirksamen
Druckfeder 30 einstellbar, so daß die Größe de: Einschalt und des Abschaltdruckes
einregulierbar ist. Der erfindungsgemäße Druckgeber weist außerdem, den Vorteil
auf, daß auch die Schaltspanne, d:h. die Differenz zwischen diesen beider Drücken
in gewissen Grenzen einscellbar ist, da der den Auslaßventilsitz 37 tragende Gehauseeinpatz
36 derart in das Gehäuse 1 eingeschraubt ist, daß eine Verstellung des Abstandes
zwischen cen Ventilsitzen 37 und 32 möglich ist, woraus sich aufgrund der Veränderung
der Vorspannung der Druckfeder 30 eine Veränderung der Größe des Abschaltdruckes
ergibt, während der Einschaltdruck konstant bleibt.
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Der erfindungsgemäße Druckgeber arbeitet unabhängig von der betriebsdauer
sehr genau, da an dem allein die Genauigkeit der-Umsohaltung beeinflussenden Ventilteller
29 praktisch keine Rei-bungskräfte wirksam sind und auch kein Verschleiß auftritt.
Außerdem verlaufen die Schaltbewegungen des Ventiltellers 29,yjie be-reite oben
beschrieben,sohnell, so daß die Umschaltpunkte des
Druckreglers
genau festgelegt sind.
6. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Auslaßventilsitsee (37) größer ist als der
des Einlaßventyieitzes (32). .. ..