DE1630618A1 - Druckluftbeschaffungsanlage fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

München, den 31«7.1967

P-Ie/O

-787-

Knorr - Bremse GmbH., 8 München 13» Moosacher Straße

Druckluftbeschaffungsanlage für Kraftfahrzeuge_c

Die Erfindung betrifft eine Druckluftbeschaffungsanlage für Kraftfahrzeuge, mit einem Kompressor einem die vom Kompressor gelieferte Druckluft kühlenden Wärmeaustauscher, einem selbsttätigen Kondensatabscheider und einem in seiner Abschaltstellung ein leerlaufventil zur Atmosphäre öffnenden Druckregler.

Es sind bereits Druckluftbeschaffungsanlagen für Kraftfahrzeuge bekannt, bei welchen der Kompressor über eine Rohrleitung mit einem gegebenenfalls im Ansaugrohr eines dem Antrieb des Kraftfahrzeuges dienenden Verbrennungsmotors angeordneten Wärmeaustauscher verbunden ist. Der Wärmeaustauscher kühlt bei diesen Anlagen die vom Kompressor geförderte Druckluft ab, so daß sich in ihr enthaltene Feuchtigkeit abscheidet. Dem Wärmeaustauscher ist dabei ein selbsttätiger Kondensatabscheider nachgeschaltet. Dieser Kondensatabscheider soll die abgeschiedene Feuchtigkeit in einem Kondensatabsatzraum sammeln und während bestimmten Betriebszuständen ins Freie

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entlassene Tora Konäensatabsatzrauin führt bei diesen Bmoicluffbesehaffungsanlagen eine Rohrleitung au einem Druckregler, mit einem Leerlaufventil und weiter in einen die Druckluft für den Verbrauch speichernden luftbehälter. Der Druckregler hält, solange im Luftbehälter eine bestimmte Druckgrenze unterschritten bleibt, das Leerlaufventil geschlossen und die vom Kompressor geförderte Druckluft strömt in den Luftbehälter. Bei Überschreiten der Druckgrenze öffnet der Druckregler das eine Verbindung zur Atmosphäre überwachende. Leerlaufventil und die vom Kompressor geförderte Luft strömt bei durch ein !Rückschlagventil abgetrenntem Luftbehälter in die Atmosphäre ab. Sobald der Druck im Luftbehälter auf. einen bestimmten Mindestdruck abgesunken ist, schließt der Druckregler das Leerlaufventil wieder.

Diese bekannten Druckluftbeschaffungsanlagen sind jedoch mit dem Mangel behaft.et, daß sich trotz.einwandfreier Punktion des Kondensatabscheiders im Druckregler, Luftbehälter und den diesen nachgesohalteten Luftverbrauchern Feuchtigkeit absetzt, die im Winter zu einem Einfrieren der Geräte führen kann. Es wurde festgestellt, daß bei diesen Anlagen durch das Schalten des Druckreglers im Druckluftnetz

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verursachte Sntepanxrangsstöße das im Kondensatatsatzraum befindliche Kondensat aus diesem Ea ü herausreißen und in den Druckregler bzwe diesem nachgesoSialtete Geräte fördern könneno

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und betriebssichere Druckluftbeschaffungsanlage der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei welcher kein Kondensat in den Druckregler bzw β den diesem nachgeschalteten Geräten gelangen kann«

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß dem Wärmeaustauscher ein Kondensat ab-· satzraum unmittelbar nachgeschaltet ist und daß das Leerlaufventil des'Druckreglers am Kondensatabsatzraum angeordnet ist· Durch diese laßnahmen wird erreicht, daß nahezu sämtliches Kondensat, sich im Kondensatzabsatzraum sammelt und beim Öffnen des ieerlaufventils durch dieses mit der abströmenden Druckluft aus dem Kondensatabsatzraum in die Atmosphäre gefördert wird· Ein weiterer Vorteil dieser Maßnahme ergibt sich dadurch, daß die aus dem Wärmeaustauscher und der Verbindungsleitung zum Kompressor beim öffnen des Ieerlaufventils abströmende Druckluft gegebenenfalls sich in diesen Teilen abgesetztes Kondensat mitreißt und durch das Leerlaufventil in

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die Atmosphäre fördert. Schließlich ergibt sich durch diese Maßnahme ein einfacher und billiger Aufbau der Druckluftbeschaffungsanlage, da das Leerlaufventil zugleich die Funktion des bisher üblichen Kondensat aAblaßventils tibernimmt und das letztere mitsamt seiner Steuerung damit entfällt.

Nach der weiteren Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn das Leerlaufventil an einer Seitenwand des Kondensat a.bsatzraumes mit Abstand zu dessen Bodenwand angeordnet ist. Die sioh beim Öffnen des leerlaufventils entspannende Druckluft gewährleistet dabei weiterhin eine völlige Entleerung des Kondensatabsatzraumes. Während Betriebspausen sich im Kondensatabsatzraum ansammelndes Kondensat kann jedooh auch beim Eingefrieren die Funktionsfähigkeit des leerlaufventile bei Betriebsaufnahme nicht beeinträchtigen.

Weiterhin ist es, um ein Eingefrieren des Kondensates im Kondensatabsatzraum während des Betriebes auszuschließen, nach der Erfindung vorteilhaft, wenn am Kondensatabsatzraum eine in die Verbindungsleitung vom Kompressor zum Wärmeaustauscher einsohaltbare Heizschlange angeordnet ist. Dabei kann es naoh der

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weiteren Erfindung günstig sein, einen Zweiwege-hahn vorzusehen, der den Kompressor in seiner einen Schaltstellung durch die Heizschlange und in seiner anderen Sohaltstellung durch eine der Heizschlange parallel geschaltete Überbrückungsleitung mit dem Wärmeaustauscher verbindet. Durch diese Maßnahme kann bei warmer Witterung eine zu starke Erwärmung des Kondensatabsatzraumes vermieden werden«

Nach der weiteren Erfindung kann es sich für die Temperaturhaltung im Kondensatabsatzraum und damit die Kondensatabseheidung günstig auswirken, wenn der Wärmeaustauscher im Ansaugrohr eines dem Antrieb des Kraftfahrzeuges dienenden Verbrennungsmotors angeordnet ist. In Verbindung mit dieser Maßnahme kann es besonders vorteilhaft sein, wenn der Wärmeaustauscher, der Kondensatabsatzraum, der Druckregler und gegebenenfalls die Heizschlange sowie der Zweiwegehahn und die Überbrückungsleitung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.

Zum Einsparen von Montagearbeit ist es dabei naoh der weiteren Erfindung vorteilhaft, wenn an dem Gehäuse ein an sich bekannter, über ein Reifenfüllventil mit dem Kompressor verbindbarer Heifenfüllan-

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Schluß vorgesehen ist und wenn weiterhin im Gehäuse ein an Bioh "bekanntes Sicherheitsventil und gegebenenfalls zwischen dem Druckluftein- und -austritt des Wärmeaustauschers ein an sioh bekanntes, sich bei überschreiten einer bestimmten Druckdifferenz Öffnendes Überströmventil angeordnet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung sohematisoh dargestellt.

Ton einem nicht gezeigten Kompressor, der mit einem dem Antrieb des Fahrzeuges dienenden, ebenfalls nicht dargestellten Verbrennungsmotor gekuppelt ist, führt eine Rohrleitung zu einem Eingangsanschluß 1 eines gegebenenfalls mehrteiligen Gehäuses 2, Der Eingangsansohluß 1 steht mit einem Kanal 3 In Verbindung, der einerseits durch ein Sicherheitsventil 4, das eine von einer Feder 5 belastete Diohtplatte 6 aufweist, von der Atmosphäre abgetrennt ist und andererseits in einen Raum 7 einea leifenfüllventils 8 führt· Im Raum 7 befindet sich zwischen zwei einander gegenüberstehenden Ventilsitzen 9 und 10 eine Dichtscheibe 11, die einerseits von einer Feder 12 belastet ist und andererseits einen den Ventilsitz 10 mit Spiel durohragenden Stößel 13 trägt. Der Ventilsitz 10 umgibt die Ein-

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mündung eines Eeifenfüllansehlusses H in den Raum 7» Eine abnehmbare Kappe 15 deckt den ReifenfüllansohluS 14 und den in diesem endenden Stößel 13 gegen die Atmosphäre ab. Der Ventilsitz 9 umgibt die Einmündung eines zu einem Zweiwegehahn 16 führenden Kanals 17 in den Raum 7. Der mittels eines Handgriffes 18 verstellbare Zweiwegehahn 16 verbindet den Kanal 17 in seiner einen Sohaltstellung mit einer nahe eines Kondensatabsatzraumes 19 verlaufenden Heizschlange 20 und in seiner anderen Sehaltstellung mit einer die Enden der Heizschlange 20 miteinander verbindenden Überbrückungsleitung 21. An die Überbrückungsleitung 21 ist der Drucklufteintritt 22 eines im Ansaugrohr 23 des Verbrennungsmotors angeordneten Wärmeaustauschers 24 angeschlossen. Der Druckluftaustritt 25 des Wärmeaustauschers 24 führt vertikal abwärts und mündet e:;?i rsiriseli yqt Prallflügeln 26 in den Kondensatabsatzraum 19« Annähernd in der Mitte des Kondensatabsatzraumes 19 beginnt ein die Prallflügel 26 durchsetzender, im Kondensatabsatzraum 19 vertikal ansteigender luftkanal 27, der über ein Rückschlagventil 28 mit einem zu einem Ausgangsanschluß 29 führenden Kanal 30 verbunden ist. An einer Seitenwand 31 des Kondensatabsatzraumes 19 ist mit einem gewissen Abstand "a" über der Bodenwand 32 ein Leerlaufventil 33 angeordnet. Die beim

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Öffnen des Leerlaufventils 33 in den Kondensatabsatzraum 19 hinein bewegbare Dichtplatte 34 des leerlaufventils 33 iet über eine Kolbenstange 35. an einem Kolben 36 befestigt. Der Kolben 36 trennt zwei Räume 37 und 38 voneinander ah. Im der Seitenwand 31 benachbarten Raum 37 ist eine den Kolben 36 in Sohließrichtung des Leerlaufventils 33 belastende Feder 39 untergebracht. Bin vertikal abwärts führender Auslaß 40 verbindet den Raum 37 gegebenenfalls über ein nicht dargestelltes Entlüftungsventil mit der Atmosphäre. Vom Kanal 30 führt eine Abzweigung zu einem Druckregler 49 mit einer von einem Steuerkolben 41 begrenzten Steuerkammer 42. Auf der der Steuerkammer 42 abgewandten Seite ist der Steuerkolben 41 von. Atmosphärendruck und der Kraft einer einstellbaren Regelfeder 43 belastet. In der Steuerkammer 42 trägt der Steuerkolben 41 eine unter der Kraft der Regelfeder 43 die Einmündung eines zum Raum 38 führenden Kanals 44 verschließende Dichtscheibe 45. Der Kolben 36 ist von einer die beiden Räume 38 und 37 miteinander verbindenden Drosselbohrung 46 durohsetzt. Zwisohen den Druoklufteintritt 22 und den Druokluftaustritt 25 des Wärmeaustauschers 24 ist ein von einer Feder belastetes, sioh nur bei Überschreiten einer be-

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stimmten Druckdifferenz in den beiden Anschlüssen des Wärmeaustauschers 24 öffnendes Überströmventil 48 eingeschaltet.

Solange im luftbehälter ein die obere Druckgrenze unterschreitender Druck herrscht, strömt die heiße, vom Kompressor geförderte Druckluft durch den Eingangsansohluß 1, Kanal 3, Raum 7» Ventilsitz 9, Kanal 17, je nach Schaltstellung des Zweiwegehahnes 16 durch die Heizschlange 20 oder die Überbrückungsleitung 21 in den Wärmeaustauscher 24 ein. Im Wärmeaustauscher 24 wird die Druckluft von der Ansaugluft des Verbrennungsmotors gekühlt. Da die geförderte Druokluftmenge und auch die Menge der Ansaugluft von der Drehzahl des Motors abhängig sind, wird die Druckluft im Wärmeaustauscher unter nahezu allen Betriebsbedingungen des Fahrzeuges annähernd gleichartig abgekühlt und die in ihr enthaltene Feuchtigkeit kondensiert. Durch entsprechende Bemessung des Wärmeaustauschers 24 ist dafür zu sorgen, daß auoh bei ungünstigen Bedingungen die Temperatur der Druckluft am Druokluftaustritt 25 über dem Gefrierpunkt liegt. Beim Eintritt in den Kondensatabsatzraum 19 prallt die Druokluft auf die Prallflügel 26 und soheidet dabei die Feuchtigkeit,

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die auf die Bodenwand 32 abtropft, aus. Durch den Luftkanal 27, das Rückschlagventil 28, den Kanal 30 und den Ausgangsansohluß 29 gelangt die .Druokluft sodann zu dem luftbehälter. Die Dichtscheibe 45 hält dabei den Kanal 44 verschlossen, in den Räumen 37 und 38 herrscht Atmosphärendruok und das Ieerlaufventil 33 ist geschlossen. Die Diohtsoheibe 11 liegt auf dem Ventilsitz 10 auf und das Sicherheitsventil 4 und das Überströmventil 48 sind geschlossen.

Beim Erreiohen der Druckgrenze im Luftbehälter wird der Steuerkolben 41 duroh den in der Steuerkammer 42 herrschenden Druck gegen die Kraft der Regelfeder 43 naoh links verschoben und die Dichtscheibe 45 gibt 3 en Kanal 44 frei. Aus dem Kanal strömt duroh die Steuerkammer 42 und den Kanal 44 Druokluft in den Raum 38 ein und bewegt den Kolben 36 gegen die Kraft der Feder 39 nach reohts. Dabei . öffnet sioh das Leerlaufventil 33 und die sich im Druokluftnetζ vom Kompressor bis zum Rückschlagventil 28 befindende Druokluft strömt rasch duroh den Raum 37 und den Auslaß 40 in die Atmosphäre ab. Dabei wird sämtliches in diesem Druokluftnetz befindliche Kondensat, insbesondere das sioh im Kondensatabsatzraam 19 angesammelte Kondensat, duroh

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die starke luftströmung ins Freie gefördert. Die weiterhin vom Kompressor geförderte luft strömt ebenfalls durch das leerlaufventil 33 in die Atmosphäre ab. Das Rückschlagventil 28 verhindert eine Entladung des Luftbehälters duroh das Ieerlaufventil.

Sobald der Druok im luftbehälter duroh Luftverbrauch oder Luftabströmung durch die Drosselbohrung 46 um einen bestimmten Wert gefallen ist, vermag die Regelfeder 43 den Steuerkolben bis zum Aufsetzen der Dichtscheibe 45 auf die Mündung des Kanals 44 nach rechts zu verschieben. Der Druck im nunmehr von der Steuerkammer 42 wieder abgetrennten Saum 38 sinkt infolge der Luftabströmung durch die Drosselbohrung 46 und dia Feder 39 vermag den Kolben 36 alsbald bis zum Schließen des Leerlamfventils nach links zu drücken. Damit ist der Ausgangszustand wieder erreicht.

Die Höhe "a" des Leerlaufventils 33 über der Bodenwand 32 wird zweckmässig derart bemessen, daß die Höhe des bei normalem Betrieb sich im Kondensatabsatzraum 19 absetzenden Kondensates es während der Aufladeperioden des Luftbehälters nioht erreichen kann. Ein Zufrieren des Leerlaufventils 33 wird damit ausge_r schlossen.

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Wenn sich der Druckluftdurchgang durch den Wärmeaustauscher 24 infolge irgendeines Schadens zusetzt, öffnet sich das Überströmventil 48 und erlaubt eine weitere Aufladung des luftbehälters, so daß die Druokluftbesohaffungsanlage nicht ausfällt.

Bei kalter Witterung wird der Zweiwegehahn 16 derart eingestellt, daß die heiße Druckluft die Heizschlange 20 durchströmt und den Kondensatabsatzraum 19 erwärmt. Bin Eingefrieren des Kondensates in diesem Raum wird damit ausgeschlossen. Bei warmer Witterung dagegen soll die Heizschlange 20 abgeschaltet werden und die Druckluft die Überbrückungsleitung durchströmen, um eine übermäßige Erwärmung des Kondensatabsatzraumes 19 zu vermeiden. In Abänderung vom gezeigten Beispiel kann es dabei zweckmässig sein, die Steuerung des Zweiwegehahnes 16 nicht von Hand, sondern selbsttätig durch einen Thermostat vorzunehmen.

Beim Reifenfüllen wird die Kappe 15 abgenommen und ein Reifenfüllschlauch an dem Reifenfüllanschluß 14 befestigt. Dabei wird der Stößel 13 in bekannter Weise nach links gedrück, die Dichtscheibe 11 hebt sich vom Ventilsitz 10 ab und legt sich auf den Ventilsitz

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Die vom Kompressor geförderte Druckluft strömt dann durch den Reifenfüllanschluß 14 a"b.

Palis der im Eingangsanschluß 1 herrschende Druok eine "bestimmte Höhe überschreitet, wie es insTaer. sondere "beim Reifenfüllen vorkommen kann, öffnet sich das Sicherheitsventil 4 und entläßt die überschüssige Druokluft in die Atmosphäre·

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Claims (1)

1. tb3U618

   Patentansprüche

   1. DruokluftbeSchaffungsanlage für Kraftfahrzeuge, mit einem Kompressor, einem die vom Kompressor gelieferte Druckluft kühlenden Wärmeaustauscher, einem selbsttätigen Kondensatabscheider und einem in seiner Abschaltstellung ein Ieerlaufventil zur Atmosphäre öffnenden Druckregler, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wärmeaustauscher (24) ein Kondensatabsatzraum (19) unmittelbar nachgeschaltet ist und daß das Leerlaufventil (33) des Druckreglers (49) am Kondensatabsatzraum (19) angeordnet ist.

   2, Druokluftbeschaffungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leerlaufventil (33) an einer Seitenw^sä (31) des Kondensatabsatzraumes

   (19) ait Abstand ("a¹) zu dessen Bodenwand (32) angeordnet ist«

   3·· Druokluftbesohaffungsanlage naoh Anspruoh 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Kondensatabsatzraum (19) eine in die Verbindungsleitung vom Kompressor zum Wärmeaustauscher (24) einschaltbare Heizschlange (20) angeordnet ist,

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   4e. Druckluft "be s chaff ung s anlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zweiwegehahn (16) vorgesehen ist, der den Lompressor in seiner einen Schaltsteilung durch die Heizschlange (20) und in seiner anderen Schaltstellung durch eine der Heizschlange (20) parallel geschaltete Überbrückungsleitung (21) mit dem Wärmeaustauscher (24) ver-Mndet.

   5· Druckluftbeschaffungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher (24) im Ansaugrohr (23) eines dem Antrieb des Kraftfahrzeuges dienenden Verbrennungsmotors angeordnet ist.

   6. Druckluftbeschaffungsanlage nach Einern oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher (24), der Kondensatabsatzraum (19), der Druckregler (49) und gegebenenfalls die Heizschlange (20) sowie der Zweiwegehahn (16) und die Überbrückungsleitung (21) in einem gemeinsamen Gehäuse (2) angeordnet sind.

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   7. Druckluftbeschaffungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse (2) ein an sich "bekannter, über ein Reifenfüllventil (Mohtscheibe 11, Tentilsitz 10) mit dem Kompressor verbindbarer Eeifenfüllansohluss (14) vorgesehen ist.

   8« Druckluftbesehaffungsanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (2) ein an sich bekanntes Sicherheitsventil (4) angeordnet ist,

   9. Druckluftbesohaffungsanlage nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (2) zwischen dem Druckluftein- und -austritt (22;25) des Wärmeaustauschers (24) ein an sioh bekanntes, sich bei Überschreiten einer bestimmten Druckdifferenz öffnendes Überströmventil (48) angeordnet ist.

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