DE19735267C1

DE19735267C1 - Leitungsfilter für Druckluftleitungen in Nutzfahrzeugen

Info

Publication number: DE19735267C1
Application number: DE19735267A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl Ing Naber
Original assignee: SCHMITZ ANHAENGER FAHRZEUGBAU
Current assignee: Schmitz Cargobull AG
Priority date: 1997-08-14
Filing date: 1997-08-14
Publication date: 1999-04-22
Anticipated expiration: 2017-08-15

Description

Die Erfindung betrifft ein Leitungsfilter für Druckluftlei tungen in Nutzfahrzeugen mit einer Eingangsleitung, einem Leitungsfiltergehäuse, einer Ausgangsleitung, einer mit einem Wartungsdeckel und einer Dichtung luftdicht abgeschlossenen Wartungsleitung und einer Filterpatrone, die zwischen einer ersten und einer zweiten Druckfeder im Leitungsfiltergehäuse angeordnet ist. Die Filterpatrone weist gasdurchlässiges und Feststoffpartikel absorbierendes Filtermaterial auf. Im Nor malbetrieb wird der gesamte Leitungsquerschnitt von der Fil terpatrone (5) abgedeckt und von Druckluft durchströmt. Die Filterpatrone ist gegen eine Federkraft jeweils einer der Druckfedern im Leitungsfiltergehäuse verschiebbar angeordnet und rückt bei einem durch starke Verschmutzung des Filterma terials hervorgerufenen Druckanstieg in der Eingangsleitung oder der Ausgangsleitung aus dem Leitungsweg aus und gibt diesen frei.

Bei vielen Nutzfahrzeugen werden zahlreiche Baugruppen mit Druckluft betrieben, wozu die Luftfederung und die Reifen füllanlage, insbesondere aber die Fahrzeug-Bremsanlage gehö ren, an welche hohe Sicherheitsanforderungen gestellt werden müssen. Insbesondere bei den Druckluftleitungen eines Anhän gers können Verschmutzungen beim Parken des Anhängers in die offenen Druckluft-Bremsschläuche gelangt sein, die sich nach dem Ankuppeln an das Zugfahrzeug im Anhängerbremssystem aus breiten können. Um empfindliche Steuergeräte der Druckluft- und Bremsanlage vor Verschmutzung und damit vor einem Ausfall zu schützen, werden in die Druckluftleitungen Leitungsfilter an den Stellen eingebaut, wo der Druckluftkreislauf über Ven tile oder Kupplungen mit der Umgebungsluft in Verbindung steht. Durch zunehmende Verschmutzung setzt sich das Filter material während des Betriebes zu, wodurch die Durchlässig keit für Druckluft abnimmt, bis die Leitung durch das ver schmutzte Filter abgesperrt wird. Bei einem lebenswichtigen System wie der Bremsanlage muß die Funktionsfähigkeit auch bei einem verschmutztem Luftfilter garantiert sein.

Aus der DE-OS 15 05 541 ist es bekannt, ein Leitungsfilter für Druckluftleitungen so zu konstruieren, daß der Filterein satz in Form einer Filterpatrone verschiebbar in einem spezi ell darauf abgestimmten Luftfiltergehäuse so angeordnet ist, daß die Patrone im Normalbetrieb im Leitungsweg liegt und die Druckluft filtert. Hierzu ist die Filterpatrone zwischen ei ner ersten und einer zweiten Druckfeder im Leitungsfilterge häuse und gegen die Federkraft jeweils einer der Druckfedern verschiebbar. Bei einem Druckanstieg in der Eingangs- oder der Ausgangsleitung des Luftfiltergehäuses wegen Verschmut zung des Filtermaterials rückt die Filterpatrone aus dem Lei tungsweg aus und gibt diesen frei. Der Leitungsweg wird für die - wenngleich auch verschmutzte - Druckluft freigegeben. Die Filterpatrone ist von einer Wartungsleitung her zugäng lich, der im Betrieb mit einem Wartungsdeckel luftdicht abge schlossen ist. Vorteilhaft ist hierbei, daß die Bremsanlage in einem Notbetrieb trotz Verschmutzung funktionstüchtig ist. Die verschmutzte Filterpatrone kann nach dem Abnehmen des Wartungsdeckels einfach entnommen und ausgetauscht werden.

Nachteilig an der bekannten Bauweise eines Leitungsfilters ist, daß das Gehäuse aufgrund seiner komplizierten Form als Gußteil gefertigt werden muß, wobei sich eine aufwendige Nacharbeit anschließen muß, die zusätzlich dadurch erschwert wird, daß die Filterpatrone in einem Winkel von etwa 120° zum Leitungsweg liegt. Deshalb sind spezielle Werkzeugmaschinen erforderlich und es ergeben sich hohe Rüstzeiten bei der Auf spannung der Werkstücke. Insgesamt ist die Fertigung eines bekannten Leitungsfilters aufwendig und verursacht hohe Ko sten.

Es stellt sich demnach die Aufgabe, ein Leitungsfilter der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine einfache und ko stengünstige Fertigung ermöglicht.

Die Aufgabe wird bei einem Leitungsfilter gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst,

- daß die Eingangsleitung und die mit dem Wartungsdeckel und der Dichtung luftdicht abgeschlossene Wartungsleitung in Flucht ihrer Achsen gegenüberliegen und durch ein Rohr ge bildet werden, von dem die Ausgangsleitung zwischen Ein gangs- und Wartungsleitung abzweigt und zwischen sich und der Eingangsleitung einen Winkel α einschließt,
- daß die Filterpatrone und die Druckfedern in dem Rohr ange ordnet sind,
- daß das Rohr einen Bereich mit einem Innendurchmesser auf weist, der größer als der Außendurchmesser der Filterpatro ne und größer als der ursprüngliche Innendurchmesser der Eingangs- und der Wartungsleitung ist und einen Teil der Eingangsleitung umfaßt, wobei die Filterpatrone bei ent sprechendem Druckanstieg bei Verschmutzung des Filtermate rials in diesen Bereich einschiebbar ist, so daß der Luft strom an der Filterpatrone vorbei freigebbar ist, und
- daß die Filterpatrone innerhalb der Eingangsleitung und bis in die Wartungsleitung hinein zwischen der ersten Druckfe der und der zweiten Druckfeder gegen die Federkräfte ver schiebbar ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unter ansprüchen.

Es ist vorteilhaft, daß das Luftfiltergehäuse ausgehend von einem T-förmigen und verschraubbaren Zwischenstück herge stellt ist, das als Massenware zum Bau von Druckluftleitungen eingesetzt wird. Als einziger Fertigungsschritt für die Vor bereitung eines solchen genormten Zwischenstücks als Filter gehäuse ergibt sich die Erweiterung des Durchmessers an einem der Anschlüsse und eventuell das Eindrehen einer Nut. Alle Gewinde usw. sind am Gehäuse bereits vorhanden und sind mit den bekannten Anschlußleitungen und -deckeln kombinierbar.

Die Erfindung ermöglicht bei einer verschmutzten Filterpatro ne einen Notbetrieb in beiden Durchflußrichtungen, was für den Einsatz in Bremsanlagen unerläßlich ist. Der Notbetrieb wird erfindungsgemäß ermöglicht, indem die Filterpatrone wäh rend des Normalbetriebs in einem Rohrabschnitt gelagert ist, dessen Innendurchmesser mit dem Außendurchmesser der Filter patrone so kompatibel ist, das ein Verschieben der Filterpa trone im Rohr möglich ist und im Notbetrieb die Filterpatrone bei Druckanstieg infolge Verschmutzung aus diesem Rohrab schnitt ausgerückt und in einen Rohrabschnitt geschoben wird, dessen Querschnitt erweitert ist, so daß am Umfang der Fil terpatrone ein Spalt entsteht, durch den die ungefilterte Druckluft strömen kann.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen die Figuren:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Leitungsfilter im Normalbe trieb im Schnitt dargestellt;

Fig. 2 und 3 ein Leitungsfilter mit verstopfter Filterpatrone im Notbetrieb, jeweils für eine Durchgangsrichtung, ebenfalls in Schnittdarstellung;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform im Normalbetrieb, dar gestellt im Schnitt.

Fig. 1 zeigt ein Leitungsfilter 10, das ein T-förmiges Luft filtergehäuse 1 besitzt, welches unterteilt ist in eine Ein gangsleitung 2, eine Ausgangsleitung 4 und eine Wartungslei tung 3. Die Eingangsleitung 2 und die Wartungsleitung 3 lie gen sich gegenüber, wobei ihre Mittelachsen 2.1, 3.1 in Flucht liegen und so das Rohr 20 und den Querbalken des T bilden.

Unter einem Winkel α ist, vorzugsweise mittig, an das aus Eingangs- und Wartungsleitung 2, 3 gebildete Rohr 20 eine Ausgangsleitung 4 angefügt. Der Winkel α ist im Ausführungs beispiel ein rechter Winkel, wie er an den handelsüblichen T- förmigen Zwischenstücken für Druckluftleitungen gegeben ist.

Es ist aber auch möglich, das Luftfiltergehäuse aus einem rohr- oder zylinderförmigen Halbzeug herzustellen und eine Ausgangsleitung 3 anzufügen, wobei α als ein stumpfer Winkel von ungefähr 120°-150° gewählt wird, wodurch sich strö mungstechnische Vorteile für den Luftdurchsatz ergeben. Ein spitzer Winkel von kleiner als 90° kann beispielsweise bei beengten Platzverhältnissen vorgesehen werden.

Alle äußeren Enden der Leitungen sind jeweils mit hier nicht dargestellten Gewinde-Anschlüssen für Druckluftleitungen ver sehen. Die Wartungsleitung 3 ist am äußeren Ende mit einem Gewinde 12 versehen, über das ein mit einer Dichtung 13 ver sehener Wartungsdeckel 11 aufgesetzt wird, wozu insbesondere genormte Standardteile benutzt werden. Die Wartungsleitung 3 ist somit luftdicht verschlossen und ermöglicht zugleich den direkten Zugriff auf eine eingesetzte Filterpatrone 5 mit den Druckfedern 7, 8 im Leitungsfiltergehäuse 1 nach Abnahme des Wartungsdeckels 11.

In das Rohr 20 ist eine zylindrische Filterpatrone 5 einge setzt, die aus einer Filterpatronenhülse 15 mit einem Einsatz aus Filtermaterial 6 besteht. Die Filterpatronenhülse 15 ist vorzugsweise länger als der Einsatz aus Filtermaterial 6. Dieser verlängerte Teil der Hülse weist eine Reihe von Aus nehmungen am Umfang auf, die beispielsweise als Schlitze oder Bohrungen ausgebildet sind. Beim Ausrücken der verstopften Filterpatrone in den erweiterten Bereich 14 beim Notbetrieb kann die Druckluft durch diese Ausnehmungen und dann durch den Ringspalt 16 zwischen der Außenseite der Filterpatronen hülse 15 und der Innenseite des Querschnitts 14 entweichen.

Die Filterpatrone 5 wird durch Druckfedern 7, 8, die an den gegenüberliegenden Stirnseiten der Filterpatrone angreifen, an einer bestimmten Position im Luftfiltergehäuse 1 gehalten, so daß sie den Leitungsquerschnitt komplett abdeckt. Die durch das Leitungsfilter 10 strömende Druckluft muß somit durch das gasdurchlässige Filtermaterial 6 strömen, wodurch Feststoffpartikel zurückgehalten werden.

Die erste Druckfeder 7 stützt sich gegen einen Sicherungs ring 9 ab. Sie kann aber auch an einem Absatz an der hier nicht dargestellten Verschraubung der Zuleitung festgelegt sein. Die zweite Druckfeder 8 wird an einem Wartungsdeckel 11 abgestützt. Die Federraten der Druckfedern 7, 8 werden so ge wählt, daß bei dem im Druckluftsystem herrschenden Betriebs druck und bei dem Strömungswiderstand eines nicht oder nur mäßig verschmutzten Filtermaterials 6 die Filterpatrone 5 in ihrer Stellung für den Normalbetrieb, also zwischen dem er sten, erweiterten Bereich 14 und dem Abzweig der Ausgangslei tung, liegt.

Im Wartungsfall wird der Wartungsdeckel 11 abgeschraubt und die zweite Druckfeder 8 entfernt. Anschließend kann die Fil terpatrone 5 entnommen werden, wozu aber ein schmales, mit einem Haken versehenes Werkzeug erforderlich ist.

Um die Wartung zu vereinfachen, kann wenigstens eine der bei den Druckfedern beispielsweise durch Kleben oder Klemmen mit der Filterpatronenhülse 15 fest verbunden werden, so daß die Entnahme der Filterpatrone 5 zu Wartungszwecken erleichtert wird. Durch Ziehen an der direkt zugänglichen Druckfeder 8 wird die Filterpatrone mit herausgezogen, wodurch der Einsatz von Werkzeugen entbehrlich ist.

Es ist weiterhin möglich, wenigstens eine der beiden Druckfe dern 7, 8 durch ein nicht-kompressibles Beabstandungselement zu ersetzen oder in der Weise zu ergänzen, daß es in den Kern der Feder eingeschoben wird. Hierdurch wird ein Ausrücken des Filterelements bei Verschmutzung in wenigstens einer Richtung unterbunden. Der damit verbundene Ausfall von Funktionen kann bei Anlageteilen, die nicht die unmittelbare Betriebssicher heit des Fahrzeugs betreffen, wie z. B. der Reifenfüllanlage, hingenommen werden und ist dann ein Indikator für einen vor zunehmenden Austausch der Filterpatrone. Bei diesen Anlage teilen wird der Schutz der hinter dem Filter liegenden Syste me als vorrangig vor einer ständigen Funktionsfähigkeit ange sehen.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform des Leitungsfil ters wiedergegeben. Dieses Leitungsfilter 10' besteht wieder um aus dem T-förmigen Luftfiltergehäuse 1, wie zuvor be schrieben. Die Eingangsleitung 2 ist mit einem Sicherungsring 9 versehen, gegen den sich die erste Feder 7 abstützt. Die zweite Feder 8 stützt sich an ihrem einen Ende gegen den War tungsdeckel 11 ab. Bei dieser Ausführungsform ist der Durch messer in einem vom Wartungsdeckel 11 ausgehenden Bereich 14' erweitert. Der erweiterte Querschnitt setzt sich bis über den Abzweig der Ausgangsleitung 4 fort und endet an einem Absatz 17, an dem ein Federstützring 18 anliegt. Die erste Feder 7 drückt mit ihrem zur Wartungsleitung 3 gerichteten Ende die Filterpatrone 5 gegen den Federstützring 18.

Der Federstützring 18 ist mit wenigstens einer Ausnehmung versehen, die ein Durchströmen des Federstützrings mit aus der Filterpatrone herausströmenden Druckluft ermöglicht. Dazu kann der Federstützring ringförmig ausgebildet oder mit einer Anzahl von Bohrungen versehen sein. Vorzugsweise bildet der Umfang des Federstützrings mit der Erweiterungsbohrung 14' ein Passungspaar, das einen Schiebesitz ermöglicht. Der Ab satz 17 und die anliegende Stirnfläche des Federstützrings 18 sollten so gefertigt sein, daß eine gute Druckabdichtung er reicht wird.

Bei einer geeigneten Gestaltung des Endes der zweiten Feder 8 und einem auf die Durchmesserverhältnisse im Rohr 20 abge stimmten äußerem Federdurchmesser kann dieses Feder-Ende auch die Funktion des Federstützrings 18 übernehmen und gegen Ab satz 17 und Filterpatrone 6 drücken.

Die Funktionsweise einer ersten Ausführungsform des Leitungs filters wird anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert:

Die Eingangsleitung 2 ist über eine Druckluftleitung mit ei nem Speicher oder Kompressor verbunden. Die an die Ausgangs leitung 4 angeschlossene Leitung führt zu einem Verbraucher, z. B. einem Bremskraftregler.

Im Normalbetrieb wird von der Eingangsleitung aus die gas durchlässige Filterpatrone 5 mit Druckluft durchströmt, die über die Ausgangsleitung 4 zum Verbraucher geleitet wird.

Verstopft das Filtermaterial 6 der Filterpatrone 5 beim Ge brauch, steigt der Strömungswiderstand der Filterpatrone 5 und demzufolge der Druck in der Eingangsleitung. Die Filter patrone 5 verschiebt sich dann gegen die Federkraft der zwei ten Druckfeder 8 in Richtung der Wartungsleitung 3 bis sie über die Abzweigung der Ausgangsleitung 4 hinaus geschoben ist und den Leitungsweg frei gibt, wie Fig. 2 zeigt. Die Druckluft, die mit Schmutzteilchen versehen sein kann, kann ungehindert passieren.

Wenn das Filter in der Gegenrichtung durchströmt wird, also ein Überdruck an einem Verbraucher abzubauen ist, wird die Filterpatrone 5 zu dem erweiterten Bereich 14 gegen die Kraft der ersten Feder 7 verschoben, wie Fig. 3 zeigt. Die Druckluft strömt durch die Ausnehmungen in der Filterpatro nenhülse 15 und durch den Ringspalt 16 zur Eingangsleitung 2 hin.

Bei einer in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ergibt sich die Funktion wie folgt:

Die Eingangsleitung 2 ist wiederum über eine Druckluftleitung mit einem Speicher oder Kompressor verbunden und die an die Ausgangsleitung 4 angeschlossene Leitung führt zu einem Ver braucher.

Die Filterpatrone 5 liegt, angepreßt durch die erste Feder 7, an dem Federstützring 18 an, welcher wiederum, angepreßt durch die zweite Feder 8, an dem Absatz 17 anliegt. Druckluft strömt durch Filterpatrone 5 und Federstützring 18 in die Ausgangsleitung 4.

Beim Verstopfen des Filtermaterials 6 baut sich vor der Fil terpatrone 5 ein hoher Druck auf, der die Filterpatrone 5 und den Federstützring 18 in den erweiterten Querschnitt 14' drückt. Durch Ausnehmungen in der Hülse 15 der Filterpatrone kann Druckluft am Umfang der Filterpatrone vorbei in den er weiteren Querschnittsbreich 14' und von da in die Ausgangs leitung 4 strömen. Die Druckluft ist dann zwar ungefiltert, jedoch wird ein Notbetrieb ermöglicht.

Vorteilhaft ist hier, daß die Federraten der Federn 7, 8 we niger genau aufeinander abgestimmt werden müssen, da diese nicht direkt voreinander liegen, sondern sich die zweite, stärkere Feder 8 im Normalbetrieb über den Federstützring 18 am Absatz 17 abstützt.

Das erfindungsgemäße Leitungsfilter ist einfach und kosten günstig herzustellen. Es ist leicht zu warten und stellt ei nen Notbetrieb bei verstopftem Filter sicher.

Bezugszeichenliste

1

Leitungsfilter

2

Eingangsleitung

2.1

Eingangsleitungsachse

3

Wartungsleitung

3.1

Wartungsleitungsachse

4

Ausgangsleitung

4.1

Ausgangsleitungsachse

5

Filterpatrone

6

Filtermaterial

7

erste Druckfeder

8

zweite Druckfeder

9

Sicherungsring

10

Leitungsfilter

11

Wartungsdeckel

12

Gewinde

13

Dichtung

14

,

14

'Querschnittsbereich

15

Filterpatronenhülse

16

Ringspalt

17

Absatz

18

Federstützring

20

Querbalken

Claims

1. Leitungsfilter (10) für Druckluftleitungen in Nutzfahr zeugen, mit einer Eingangsleitung (2), einem Leitungsfil tergehäuse (1), einer Ausgangsleitung (4), einer mit ei nem Wartungsdeckel (11) und einer Dichtung (13) luftdicht abgeschlossenen Wartungsleitung (3), einer Filterpatrone (5), die zwischen einer ersten und einer zweiten Druckfe der (7, 8) im Leitungsfiltergehäuse angeordnet ist, wobei

1. die Filterpatrone (5) ein gasdurchlässiges und Fest stoffpartikel absorbierendes Filtermaterial (6) auf weist,
2. im Normalbetrieb der gesamte Leitungsquerschnitt von der Filterpatrone (5) abgedeckt und von Druckluft durchströmt wird,
3. die Filterpatrone (5) gegen die Federkraft jeweils ei ner der Druckfedern (7, 8) im Leitungsfiltergehäuse (1) verschiebbar angeordnet ist, und
4. die Filterpatrone (5) bei einem durch starke Verschmut zung des Filtermaterials (6) hervorgerufenen Druckan stieg in der Eingangsleitung (2) oder der Ausgangslei tung (4) aus dem Leitungsweg ausrückt und diesen frei gibt,

dadurch gekennzeichnet,

1. daß die Eingangsleitung (2) und die mit dem Wartungs deckel (11) und der Dichtung (13) luftdicht abgeschlos sene Wartungsleitung (3) in Flucht ihrer Achsen (2.1, 3.1) gegenüberliegen und durch ein Rohr (20) gebildet werden, von dem die Ausgangsleitung (4) zwischen Ein gangs- und Wartungsleitung (2, 3) abzweigt und zwischen sich und der Eingangsleitung (2) einen Winkel α ein schließt,
2. daß die Filterpatrone (5) und die Druckfedern (7, 8) in dem Rohr (20) angeordnet sind,
3. daß das Rohr einen Bereich (14; 14') mit einem Innen durchmesser aufweist, der größer als der Außendurchmes ser der Filterpatrone und größer als der ursprüngliche Innendurchmesser der Eingangs- und der Wartungsleitung (2, 3) ist und einen Teil der Eingangsleitung (2) um faßt, wobei die Filterpatrone (5) bei entsprechendem Druckanstieg bei Verschmutzung des Filtermaterials (6) in diesen Bereich (14, 14') einschiebbar ist, so daß der Luftstrom an der Filterpatrone vorbei freigebbar ist, und
4. daß die Filterpatrone (5) innerhalb der Eingangslei tung (2) und bis in die Wartungsleitung (3) hinein zwi schen der ersten Druckfeder (7) und der zweiten Druck feder (8) gegen die Federkräfte verschiebbar ist.

2. Leitungsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (14) sich über einen vorderen, von der Ausgangsleitung (4) beabstandeten Teil der Eingangslei tung (2) erstreckt.

3. Leitungsfilter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel α in einem Bereich von 50° bis 150° liegt.

4. Leitungsfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel α ein rechter Winkel ist.

5. Leitungsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterpatrone (5) aus einer mit Ausnehmungen versehenen Filterpatronenhülse (15) und dem Filtermaterial (6) besteht, wobei die Filterpatronenhülse (15) an dem zur Wartungsleitung (3) hin gerichtetem Ende über die Länge des Filtermaterials (6) hinaus verlängert ist.

6. Leitungsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Druckfeder (7, 8) an den gegenüberliegenden Stirnseiten der Filter patrone (5) befestigt sind.