DE2413060A1 - PRESSURE TRANSLATORS, ESPECIALLY FOR LOAD-DEPENDENT COMPRESSED AIR BRAKES OF RAIL VEHICLES - Google Patents
PRESSURE TRANSLATORS, ESPECIALLY FOR LOAD-DEPENDENT COMPRESSED AIR BRAKES OF RAIL VEHICLESInfo
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Description
München, den B.3.7ifMunich, B.3.7if
Fte 8c Fte 8c
KNURR - BREMSE GmbH, B München 40, Moosacher Str. 80KNURR - BREMSE GmbH, B Munich 40, Moosacher Str. 80
"Druckübersetzer, insbesondere für lastabhängige Druckluftbremsen von Schienenfahrzeugen.""Pressure intensifiers, especially for load-dependent air brakes on rail vehicles."
Die Erfindung betrifft einen Druckübersetzer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Derartige Druckübersetzer sind beispielsweise aus den DP-AS 1 052 itM und 1 137 kT5 bekannt,.The invention relates to a pressure intensifier according to the preamble of claim 1. Such pressure intensifiers are known, for example, from DP-AS 1 052 ITM and 1 137 kT5.
Für lastsbhägige Druckluftbremsen von Schienenfahrzeugen ist tier ausnutzbare Druckbereich durch folgende Kriterien begrenzt:For lastsbhägige air brakes of rail vehicles animal exploitable pressure range is limited by the following criteria:
Der größte Bremszylinder - Enddruck bei voll beladenem Fahrzeug ist so zu wählen, daß noch Bin genügendes Druckgefälle vom l/orratsluftbehälter zum Bremszylinder vorhandsn ist.Nach internationalen Vereinbarungen beträgt der höchste, am Fahrzeug auftretende und daher auch im Vorratsluftbehälter maximal herrschende Druck im allgemeinen 5 bar. Des? Bremszylinder- - höchstdruck ist untör Berücksichtigung der bsi Füllen des Bremszylinders im Vorratsluftbehälter eintretenden Druckabsenkung auf 3ΓΘ bar begrenzt. Der kleinste Brernszylindsr-Enddruck bei leersm Fahrzeug ist so zu Mahlen, daß nach eine ausreichende Stufbarkeit für einzelne Bremsstufen, nach internationaler VereinbarungThe maximum final pressure of the brake cylinder when the vehicle is fully loaded is to be selected so that there is still a sufficient pressure gradient from the air reservoir to the brake cylinder. According to international agreements, the highest pressure that occurs on the vehicle and therefore also the maximum pressure in the air reservoir is generally 5 bar . Of? Brake cylinder - maximum pressure is limited to 3 Γ Θ bar without taking into account the pressure drop that occurs in the air reservoir when the brake cylinder is being filled. The smallest Brerns cylinder final pressure in an empty vehicle is to be ground in such a way that there is sufficient stepability for individual braking levels, according to international agreement
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müssen mindestens 5 Bremsstufen ansteuerbar sein, gegeben ist. Die bekannten Druckübersetzer erfordern im übersetzen Druck eine Druckstufung von Bremsstufe zu Bremsstufe von mindestens 0,2 bar; wählt man diese Stufen kleiner, so verursachen die unvermeidlichen Reibungs- und Hystereseverhältnisse in den .Druckübersetzern ein l/eruischen der einzelnen Bremsstufen, d.h., die aufeinander folgenden Druckstufsn des zu übersetzenden Druckes ergeben keine Druckstufen am übersetzten Druck, sondern nur dessen allmähliche und schleichende Änderung. Diese reichen dann oftmals nicht aus, die Haftreibung in dem Druckübersetzer nachgeordneten Teilen, wie dem Bremszylinder und dem Bremsgestänge, zu überwinden; an der Reibungsbremse selbst ergeben sich also nur wenige, sprunghafte und ungenaue Kraftänderungen beim Durchlaufen der einzelnen Brernsstufsn.must be controllable at least 5 braking levels is given. The known pressure intensifiers require a pressure step from brake stage to brake stage of at least translate pressure 0.2 bar; If these steps are selected smaller, the inevitable friction and hysteresis conditions cause the .Pressure intensifiers a / eruischen the individual braking levels, i.e., the successive pressure levels of the print to be translated do not result in pressure levels on the translated print, but rather only its gradual and creeping change. This is often not enough, the static friction in the pressure intensifier downstream parts, such as the brake cylinder and the brake linkage, to overcome; on the friction brake itself there are only a few, sudden and imprecise changes in force during the Go through the individual Brernsstufsn.
Unter Berücksichtigung dieser Umstände muß bei den bekannten Druckübersetzern der kleinste Bremszylinder - Enddruck zu 1 bar C entsprechend 5 χ 0,2 bar ) gewählt werden und der Übersetzungsverhältnis - Bereich des Druckübersetzers wird auf 1:3,8 beschränkt. Dies reicht aber für moderne Fahrzeuge nicht aus; diese erfordern einen Übersetzungsbereich von ca 0,55:3,B.Taking these circumstances into account, the smallest brake cylinder with the known pressure intensifiers - final pressure of 1 bar C corresponding to 5 χ 0.2 bar) and the transmission ratio - The range of the pressure intensifier is limited to 1: 3.8. But this is not enough for modern vehicles; these require a gear ratio of approx. 0.55: 3, B.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckübersetzer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches zu schaffen, welcher ;auch bei Einstellung seines Übersetzungsverhältnisses auf niedrige, übersetzte Ausgangsdrücke und Einsteuerung nur geringer ÄnderungenThe invention is based on the object of providing a pressure booster according to the preamble of the main claim, which ; even when its transmission ratio is set to low, translated output pressures and only minor changes are introduced
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des zu übersetzenden Eingangsdruckes eindeutige, entsprechende Änderungen des übersetzten Ausgangsdruckes bewirkt, tjobei diese Änderungen des Ausgangsdruckes zur Überwindung von Hysterese- und Reibungserscheinungen in dem Druckübersetzer nachgsDrdnsten Geräten geeignet sein Süllen. Der Druckübersetzer soll dabei einen nur geringen Bauaufwand erfordern und nur übliche, bewährte^ Bauteile beinhalten.causes the inlet pressure to be translated unique, appropriate modifications of the translated output pressure, these changes tjobei the output pressure to overcome hysteresis and friction phenomena in the pressure booster nachgsDrdnsten devices be suitable sills. The pressure booster should only require little construction and should only contain common, tried and tested components.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 erwähnten Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by the features mentioned in the characterizing part of claim 1.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ergibt sich bei jeder Änderung des zu übersetzenden Druckes eine überhöhte Änderung des übersetzten Druckes, die dann rasch auf die dem jeweiliger, übersetzungsverhältnis entsprechende Änderung abklingt, d.h. der Druckübersetzer weist eine Über-· bzw. Untersteuerung auf. Dieses Steuerungsverhalten des Druckübersetzers gewährleistet, daß jeder Änderung des zu übersetzenden Druckes rasch und exakt eine Änderung des übersetzten Druckes folgt, die ausreicht, auch Widerstände in dem Druckübersetzer nachgeordneten Geräten zu Überwinden"und diese Geräte somit zu entsprechenden Änderungen zu veranlassen. The inventive design results each time the translatable pressure an excessive change of the translated pressure, which then on the respective decays rapidly transmission ratio corresponding change, the pressure booster that has an over-· or understeer on. This control behavior of the pressure booster ensures that every change in the pressure to be translated is quickly and precisely followed by a change in the translated pressure which is sufficient to overcome resistances in devices downstream of the pressure booster and thus cause these devices to make appropriate changes.
Es sind bereits Druckübersetzer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bekannt, die auf Seiten des Rücksteuerkolbens zwei gegebenenfalls über eine Anschlagkupplung koppelbare KalbenteileThere are already known pressure intensifiers according to the preamble of claim 1, the two on the side of the return piston Calf parts that can be coupled via a stop coupling if necessary
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aufweisen ( DT-PS 1 279 710 ) und welche unter den für Schienenfahrzeuge geschilderten Verhältnissen im auf die Reibungsbremse bezogenen Endergebnis, bei ausreichendem Übersetzungsverhältnis-Bereich, stets eine gute Stufung der Betätigungskraft der Reibungsbremse gewährleisten, doch weisen diese Druckübersetzer eine von der Erfindung abweichende Beaufschlagung und ein abweichendes Arbeitsverhalten ohne UbBr- bzw. Untersteuerunserscheinungen auf. Außerdem werden zusätzliche Geräte benötigt.have (DT-PS 1 279 710) and which among those for rail vehicles the described conditions in the final result related to the friction brake, with a sufficient transmission ratio range, always a good gradation of the actuation force of the friction brake ensure, but these intensifiers have one of the invention has different loading and a different work behavior without UbBr- or understeer phenomena. Additional equipment is also required.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Druckübersetzers nach dem Patentanspruch 1 aind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous embodiments of the pressure booster according to the patent claim 1 aind can be found in the subclaims.
Für Druckübersetzer mit einem Waagebalken als übersetzungsgetriebe, an dessen einem Ende der Steuer- und dessen anderem Ende der Rücksteuerkolben angelenkt ist, wie aus der DT-AS 1 137 *»73 bekannt ist, ergibt sich dabei durch die Merkmale des Anspruches k in Verbindung mit den Merkmalen der vorangehenden Ansprüche ein besonders einfacher, wenige Einzelteile und Arbeitsgänge erfordernder, kompakter Aufbau des Druckübersetzer.For pressure intensifiers with a balance beam as a transmission gear, at one end of which the control piston and the other end of which the return control piston is hinged, as is known from DT-AS 1 137 * »73, results from the features of claim k in conjunction with the features of the preceding claims, a particularly simple, compact structure of the pressure booster requiring few individual parts and operations.
Weiterhin gewährt die Ausgestaltung nach Patentanspruch 5 den besonderen Vorteil, daß, unabhängig von der absoluten Druckhöhe des übersetzten Druckes, bei Druckänderungen die Höhe der über- bzw. Untersteuerung stets konstant, durch das Rückschlagventil begrenzt, bleibt.Furthermore, the embodiment according to claim 5 grants the special The advantage is that, regardless of the absolute pressure level of the translated pressure, the level of the over or above pressure changes in the event of pressure changes. Understeering always remains constant, limited by the check valve.
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Schließlich gewährleistet eine Ausgestaltung nach Patentanspruch 7, daß auch bei Einstellung des Übersetzungsverhältnisses auf sehr niedrige, übersetzte Ausgangsdrücke zu Beginn einer Druckansteuerung der Druckübersetzer stets einen gewissen Mindestdruck aussteuert, der zur Überwindung von Widerständen in dem Druckübersetzern nachgeordneten Geräten bsi deren Umstellung von der Ruhein die Arbeitsstellung dient. Aus der DT-PS 1 6Q5 25<+ ist eine derartige, geringen Bauaufwand erfordern 2 Anordnung für einen andersartigen Druckübersetzer bekannt.Finally, an embodiment according to claim 7 ensures that even when the transmission ratio is set to very low, translated output pressures at the beginning of a pressure control the pressure intensifier always controls a certain minimum pressure, which is necessary to overcome resistances in the pressure intensifier downstream devices bsi their conversion from the rest the working position serves. From the DT-PS 1 6Q5 25 <+ is one such low construction costs require two arrangements for one different types of pressure intensifiers known.
Die Zeichnungen dienen der Erläuterung der Funktion und des Aufbaues von Ausführungsbeispielen von nach der Erfindung ausgebildeten Druckübersetzern.The drawings serve to explain the function and structure of exemplary embodiments of pressure intensifiers designed according to the invention.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 ein Druckdiagramm bekannter Druckübersetzer - Konstruktionen; Fig. 1 is a diagram of a known pressure intensifiers - constructions;
Fig. 2 ein Druckdiagramm eines erfindungsgemäßen Druckübersetzer; Fig. 2 is a pressure diagram of a pressure booster of the invention;
Fig. 3 schematisch einen Druckübersetzer mit seiner Einordnung in eine Bremsanlage; Figure 3 illustrates schematically a pressure intensifier with its classification in a brake system.
Fig. k eine geänderte Einzelheit in vergrößertem Maßstab undFIG. K shows a modified detail on an enlarged scale and FIG
Fig. 5· schematisch eine andere Ausführungsform des Druckübersetzers. Fig. 5 · schematically another embodiment of the pressure intensifier.
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In den Diagrammen nach Figur 1 und 2 ist auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate, zweimal vom Idert Null beginnend, ein Druck P aufgetragen. Der Linienzug C stellt dabei den gestuften Druckverlauf des vam Druckübersetzer zu übersetzenden Druckes, der Linienzug C den hierbei vom Druckübersetzer gelieferten, übersetzten Ausgangsdruck bei Einstellung des Druckübersetzers auf ein niedrigste Ausgangsdrücke ergebendes Übersetzungsverhältnis dar. Aus Figur 1 ist deutlich zu erkennen, daß bei deutlich gestufter Änderung des zu übersetzenden Druckes C , in acht Stufen von Null bis 3,8 bar, der übersetzte Druck C sich ohne erkennbare Stufenbildung zwischen Null und ca 0,6 bar ändert. Die bekannten Druckübersetzer sind nicht in der Lage, einzelne, im Linienzug C des zu übersetzenden Druckes vorgegebene Druckstufen im übersetzten Druck C nachzubilden.In the diagrams according to FIGS. 1 and 2, the abscissa is Time t and on the ordinate, starting twice from idert zero, a pressure P is applied. The line C represents the stepped pressure curve of the vam pressure intensifier to be translated Pressure, the line C is the one supplied by the pressure intensifier, translated output pressure when setting the pressure intensifier to a lowest output pressure resulting transmission ratio From Figure 1 it can be clearly seen that with a clearly graded change in the pressure to be translated C, in eight steps from zero to 3.8 bar, the translated pressure C changes between zero and approx. 0.6 bar without any noticeable step formation. The known pressure intensifiers are not able to provide individual pressure levels specified in the line C of the pressure to be translated to recreate in the translated print C.
Durch die erfindungsgemäBe Ausbildung uiird, uie bereits.ermähnt, eine Über- bzw. Untersteuerung des übersetzten Druckes erreicht. Nach Figur 2 entspricht der Druckverlauf C des zu übersetzenden Druckes dem Druckverlauf nach Figur 1; aus dem Linienzug C nach Figur 2 ist zu erkennen, daß die über- bzw. Untsrsteuerung des übersetzten Druckes jede Druckstufe sehr deutlich in Erscheinung treten läSt. Die zu Beginn jeder Druckstufe, beispielsweise der Druckstufe C _ , im Linienverlauf C nach Figur 2 auftretende, beachtliche Druckänderung klingt rasch auf den jeweiligen Sollwert der Druckstufe ab, sie bewirkt jedoch eine eindeutige Abgrenzung der einzelnen Druckstufen voneinander und ermöglicht in dem Druckübersetzer nachgeordneten Geräten ein Überwinden von diesen anhaftenden Widerständen gegen eiriB Verstellung,Through the training according to the invention it is, as already warned, an over or under control of the translated pressure is achieved. According to FIG. 2, the pressure curve C corresponds to the one to be translated Pressure the pressure curve according to Figure 1; from the line C of Figure 2 it can be seen that the over- or under-control of the translated pressure makes each pressure level appear very clearly. The at the beginning of each pressure stage, for example the Pressure stage C _, occurring in the course of the line C according to Figure 2, considerable pressure change quickly decays to the respective setpoint of the pressure stage, but it causes a clear delimitation of the individual pressure levels from one another and enables these devices to be overcome in the pressure intensifier adherent resistance to misrepresentation,
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sodaß auch diese Geräte den einzelnen Druckstufen zu folgen vermögen. Bei einer -beliebigen Druckstufe mit der Gesamtdruckhöhe C„ soll die Gesamtdruckhöhe während der Übersteuerung mit C. bezeichnet sein.so that these devices are also able to follow the individual pressure levels. At any pressure level with the total pressure height C " should denote the total pressure head during the override with C. be.
Nach Figur 3 befindet sich in einem Gehäuse i des Druckübersetzer ein Waagebalken 2, der in seinem mittleren Bereich mittels eines Gleitsteines 3 als Drehlager abgestützt ist. Der Gleitstein 3 unterteilt den Waagebalken 2 in zusei Abschnitte mit dsn Längen a und b. Im Gehäuse 1 befindet sich eine feste Gleitbahn k, auf welcher der Gleitstein 3 mittels einer Stange 5 gemäß dem Pfeil 6 in Längsrichtung des Waagebalkens 2 verstellbar ist. Am einen Ende des Waagebalkens 2 ist über eine Holbenstange 7 sin Steuerkolben B mit der wirksamen Kolbenfläche A3 angelenkt.Der Steuerkolben θ begrenzt einen Beaufschlagungsraum 9, welcher über eine Leitung 10 vom zu übersetzenden Druck C gefüllt ist.Gegenüberliegend zum Steuerkolben β greift am gleichen Ende des Waagebalkens auf Seiten des Gleitsteines 3 ein Ventilstößel 11 eines Dappeiventiles 12 an, welches ein EirilaBventilteil 13 und ein AuslaB-ventilteil 14 umfaßt. Des Einlaßventilteil 13 überwacht die Verbindung eines Ober eine Leitung 15 ständig mit einer Druckluftquelle verbundenen Raumes 16 mit einem den übersetzten Druck beinhaltenden Raum 17 und das Auslaßventilteil 14 eine Verbindung des Raumes 17 mit der Atmosphäre. Am anderen Ende des Uaagebalkens 2 ist an diesem Über eine Kolbenstange 18 Bin Rücksteuerkolben 19 angslsnkt, derart, daß übt Steuerkalben 8 und der RücketeuerkolbenAccording to FIG. 3, a balance beam 2 is located in a housing i of the pressure intensifier, which is supported in its central area by means of a sliding block 3 as a pivot bearing. The sliding block 3 divides the balance beam 2 into zuei sections with dsn lengths a and b. In the housing 1 there is a fixed sliding track k on which the sliding block 3 can be adjusted by means of a rod 5 according to the arrow 6 in the longitudinal direction of the balance beam 2. At one end of the balance beam 2 sin control piston B is articulated with the effective piston area A 3 via a rod 7. The control piston θ delimits a pressure chamber 9, which is filled via a line 10 by the pressure C to be translated. Opposite to the control piston β engages the same At the end of the balance beam on the side of the sliding block 3, a valve tappet 11 of a Dappeiventiles 12, which comprises an EirilaBventilteil 13 and an outlet valve part 14. The inlet valve part 13 monitors the connection of a space 16, which is constantly connected to a compressed air source via a line 15, with a space 17 containing the translated pressure, and the outlet valve part 14 monitors a connection between the space 17 and the atmosphere. At the other end of the Uaagebalkens 2 is on this via a piston rod 18 Bin return piston 19 angslsnkt, in such a way that exercises control piston 8 and the return control piston
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über den Waagebalken 2 gegeneinander wirken.act against each other via the balance beam 2.
Der Rücksteuerkolben 19 umfaßt einen desn Waagebalken 2 näherliegenden Kolbenteil 21 und einen coaxialsn, entfernteren Kolbenteil 22, luobei der Kolbsnteil 21 sine größere wirksame KolbenflMche A und der Kolbenteil 22 eine kleiners wirksame Kolbenfläche A_ aufweist. Ein sich zwischen den beiden Koibenteilen und 22 befindender Beaufschlagungsraum 23 ist über einen Luftführungskanal 24 zumindest nahezu ungedrosselt mit dem Raum 17 verbunden. Der die kleinere wirksame Kalbenfläche A_ aufweisende Kalbenteil 22 ist von einer Düse 25 durchbrochen, welche den Beaufschlagungsraum 23 mit einem andererseits des Kalbenteiles 22 liegenden, weiteren Beaufschlagungsraum 26 verbindet.The return control piston 19 comprises a desn balance beam 2 closer Piston part 21 and a coaxial, more distant piston part 22, with the piston part 21 being its larger effective piston area A and the piston part 22 has a smaller effective piston area A_ has. One between the two Koib parts The pressurization space 23 located in and 22 is at least virtually unthrottled with the space 17 via an air duct 24 tied together. The one with the smaller effective calving area A_ Calf part 22 is pierced by a nozzle 25 which defines the application space 23 connects to a further loading space 26 lying on the other side of the calf part 22.
BbI Einordnung des Druckübersetzers in eine lastabhängig gesteuerte Druckluftbremsanlage eines Schienenfahrzeuges ist die Leitung mit einem einen Brems - Vorsteuerdruck führenden Anschluß eines Bremssteuerventile 27, die Leitung 15 mit einem Vorratsluftbehälter und der Raum 17 über eine Leitung 29 suit einem Bremszylinder 30 zu verbinden. Das Bremssteuerventil 27 steht wie üblich ebenfalls mit dem Vorratsluftbehälter 28 und einer es steuernden Hauptluftleitung 31 in Verbindung. Der Gleitstein 3 wird hierbei mittels der Stange 5 durch nicht gezeigte Vorrichtungen in eine der jeweiligen Fehrzeugbelastung entsprechende Lage eingestellt.BbI Classification of the pressure intensifier in a load-dependent controlled one The compressed air brake system of a rail vehicle is the line with a connection that carries a brake pilot pressure Brake control valves 27, the line 15 with an air storage tank and to connect the space 17 to a brake cylinder 30 via a line 29. The brake control valve 27 is also as usual with the supply air tank 28 and a main air line controlling it 31 in connection. The sliding block 3 is in this case by means of the rod 5 by devices not shown in one of the respective Vehicle load corresponding position set.
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Im stationären Zustand entspricht die Funktion des Druckübersetzers der für die Druckübersetzer mit Waagebalken üblichen und bekannten Funktionsweise:In the steady state, the function of the pressure intensifier corresponds the one that is usual and known for pressure intensifiers with balance beams Functionality:
Einem bestimmten Druck C im Beaufschlagungsraum S entspricht ein bestimmter Druck C im Beaufschlagungsraum 23 und im Raum 17,wobei, falls dieser Druck sich durch irgendwelche Einflüsse änderen sollte^ über das Doppelventil 12 diesen änderungen des Druckes C entgegengesteuert wird. Das l/erhältnis der beiden Drücke C und C zueinander ist dabei vom Verhältnis der Beaufschlagungsflächen des Steuerkolbens und des Rücksteurkolbens 19 sowie vom über den Gleitstein 3 eingestellten Verhältnis der Längen a und b des Waagebalkens (2) abhängig.A corresponds to a certain pressure C in the application space S certain pressure C in the application space 23 and in space 17, where, if this pressure should change due to some influences ^ These changes in pressure C are counteracted via the double valve 12 will. The ratio of the two pressures C and C to one another is the ratio of the areas of application of the control piston and the reverse control piston 19 as well as the one set via the sliding block 3 The ratio of the lengths a and b of the balance beam (2) depends.
Idird in den Beaufschlagungsraum 9 eine Drucksteigerung um eine bestimmte Druckstufe, wie sie beispielsweise in Figur 2 im Linienzug C dargestellt sind, eingespeist, so wird der Waagebalken 2 um den Gleitstein 3 zum öffnen.des EinlaBventilteilES 13 geschwenkt. Aus dem Raum 16 strömt Druckluft in den Raum 17 und den Beaufschlagungsraum 23 ein und steigert den in diesen Räumen herrschenden Druck, bis diese Drucksteigarung, auf die Differenzfläche zwischen den beiden Kalbenflächen A. und A^ der beiden Kolbenteile 21 und 22 wirkend, ausreicht, der auf die Gesamtfläche A- des Steuerkolbens wirkenden Drucksteigerung derart entgegenzuwirken, daQ der Waagebalken 2 in seine dargestellte Lage unter Schließ ι des Einlaßventilteiles 14 zurückkehrt. Über die Düse 25 zeitlich verzögert baut sich die so in den Beaufschlagungsraun 23 eingespeiste Drucksteigerung auch im Beaufschlagungsraum 26 auf; damit wird dieseIn the pressurization space 9, there is a pressure increase of a certain amount Pressure stage, as shown for example in Figure 2 in the line C, fed, the balance beam 2 is around the Slide block 3 swiveled to open the inlet valve part 13. the end Compressed air flows into space 17 and pressurization space 23 from space 16 and increases the pressure prevailing in these spaces, until this increase in pressure on the difference area between the two calving surfaces A. and A ^ of the two piston parts 21 and 22 acting on the total area A- of the control piston is sufficient to counteract the pressure increase in such a way that the balance beam 2 in its illustrated position with closing ι of the inlet valve part 14 returns. Builds with a time delay via the nozzle 25 the pressure increase thus fed into the loading space 23 also in the loading space 26; thus this becomes
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Drucksteigerung auch für die Kolbenfläche A„ des Rücksteuerkolbens Ulirksam, der Rücksteuerkalben 19 übt eine steigende Kraft auf den Waagebalken 2 aus und dreht diesen in Richtung eines öffnens des Auslaßventilteiles 14 des Deppelventlies 12. Die Drucksteigerung uiird somit durch LuftauslaB aus dem Raum 17 zur Atmosphäre etuias abgebaut, bis die Beaufschlagung des Rücksteuerkalbens 19 über dia Kolbenfläche A gerade ausreicht, der Beaufschlagung des Steuerkalbens β das Gleichgewicht zu halten. In diesem Augenblick, bei einem zwischen dem ursprunglichen Druck und der unmittelbar zuvor übersteigerten DruckhShe liegenden Druck im Beaufschlagungsraum 23^ dreht sich der Itlaagebalken 2 unter SchlieSen de« AuslaBventilteiles 14 in seine Normallage zurück.Damit ist wieder ein stationärer Zustand erreicht, bei welchem die in den Beaufschlagungsräumen 9 und 23 herrschenden Drücke im bereits erwähnten Verhältnis zueinander stehen.Pressure increase also for the piston area A "of the return piston Ultimately, the return control valve 19 exerts an increasing force on the Balance beam 2 and rotates it in the direction of opening the Outlet valve part 14 of the Deppelventlies 12. The pressure increase It is thus conveyed to the atmosphere through the air outlet from room 17 dismantled until the action of the return control piston 19 via dia Piston area A is just sufficient to act on the control piston β to keep the balance. At this moment, at one between the original pressure and the one immediately before excessive pressure lying pressure in the pressurization space 23 ^ the Itlaagebarken 2 rotates while closing the outlet valve part 14 back to its normal position, which is again a stationary position State reached in which the pressures prevailing in the admission spaces 9 and 23 in the aforementioned ratio to one another stand.
Im einzelnen ergeben sich während der vorstehend geschilderten Vorgänge im Druckübersetzer folgende Verhältnisse: Wird in den Beaufschlagungsraum 9, ausgehend von einem niedrigeren Druck, beispielsweise der vorangehenden Druckstufe der C -Linie nach Figur 2, eine Drucksteigerung auf den Enddruck C „ eingespeist, so ergibt sich anfänglich als übersetzter Druck eine Druckhöhe C1, welche aus der GleichungIn detail, the following conditions arise during the above-described processes in the pressure intensifier: If a pressure increase to the final pressure C "is fed into the pressurization chamber 9, starting from a lower pressure, for example the preceding pressure stage of the C line according to FIG initially as a translated pressure a pressure altitude C 1 , which can be derived from the equation
Cy . A3 . a - C1 . (A1-A2) . bC y . A 3 . a - C 1 . (A 1 -A 2 ). b
errechenbar ist. Nachdem sich der Druck im Beaufschlagungsraum Ober die Düse 25 an den Druck im Beaufschlagungsraum 23 angeglichenis calculable. After the pressure in the pressurization chamber is adjusted to the pressure in the pressurization chamber 23 via the nozzle 25
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hat, ergibt sich ein Gleichgewicht, wenn der übersetzte Druck auf einen liiert C_ gemäß folgender Gleichung gesunken ist:there is an equilibrium when the translated pressure has decreased to a liiert C_ according to the following equation:
C β A_ ■» B ~ C„ . A-, . b «C β A_ ■ »B ~ C«. A - ,. b «
aus den beiden angegebenen Gleichungen kann die Übersteuerung des übersetzten Druckes bei der Druckänderung bestimmt werden zuthe override can be calculated from the two equations given of the translated pressure when changing the pressure to be determined
Die Größe der Übersteuerung yird somit durch das FlschenverhMltnis ApSA1 und der DruckhBhe des übersetzten Druckes bestimmt.The size of the override is thus determined by the bottle ratio ApSA 1 and the print height of the translated print.
Bei Druckabsenkungen im Beaufschlagungsraum '9 ergeben sich entsprechende, umgekehrt verlaufende Vorgänge und Verhältnisse. Eine Funktionsschilderung kann daher unterbleiben.If the pressure drops in the admission space '9, corresponding reverse processes and relationships. A description of the function can therefore be omitted.
Es kann wünschenswert sein, daß die Ober- bzw. Untersteuerung des Druckübersetzers bei hohen Drücken nicht größer als bei niedrigen Drücken ist, insbesondere auf einen bestimmten üJert begrenzt bleibt. Eine derartige Funktion läßt sich durch Ausgestalten des Rücksteuerkolbens 19 gemäß Figur h erreichen. Die BeaufschlagungsrSume 23 und 26 sowie der Holbenteil 21 entsprechen dabei der Ausführung nach Figur 3. Im 2*^olbenteil 22' des Rücksteuerkalben sind neben der Düse 25 zwei groBquerschniitige Durchbrechungen 32 und 33 vorgesehen» In welche mit zueinander entgegengesetzter Öffnungsrichtung je ein von alner Feder 36 belastetes Rückschlagventil 3k bzw. 35 eingesetzt ist. Sobald also zwischen den Beauf-SGhlagungaräumen 23 und 2Q eine Druckdifferenz auftritt, welcheIt can be desirable that the over or under control of the pressure booster at high pressures is not greater than at low pressures, and in particular remains limited to a certain value. Such a function can be achieved in accordance with FIG h by designing the return spool 19th The loading spaces 23 and 26 as well as the lever part 21 correspond to the embodiment according to FIG. 3. In the double-ended part 22 'of the return valve, next to the nozzle 25, two large cross-sectional openings 32 and 33 are provided 36 loaded check valve 3k or 35 is used. So as soon as a pressure difference occurs between the Beauf-SGhlagungaräume 23 and 2Q, which
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den durch die Federn 36 bestimmten Rückhaltedruck der Rückschlagventile 34 und 35 erreicht, öffnet eines der beiden Rückschlagventile 34 bztü 35 und ermöglicht durch rasche Luftein- bzui. ausströmung in bzw. aus dem Besufschlagungsraum 26 ein Begrenzen der Druckdifferenz auf den Rückhaltedruck der Rückschlagventile 34,35 Bezeichnet man den Rückhaltedruck dsr Rückschlagventile 34 und 35 mit Δ G, so ergeben sich für den Druckübersetzer folgende Gleichgeuiichtsbedingungen: the retaining pressure of the check valves determined by the springs 36 34 and 35, one of the two non-return valves 34 and 35 opens and enables a rapid inflation of air. outflow in or out of the Aufufschlagungsraum 26 a limitation of the Pressure difference to the retention pressure of the check valves 34, 35 is referred to as the retention pressure of the check valves 34 and 35 with Δ G, the following conditions of equilibrium result for the pressure intensifier:
Vor einem Druckausgleich zwischen den SeaufschlagungsrMumen 23 und 26 durch die Düse 25 giltBefore a pressure equalization between the sea impact rMumen 23 and 26 through the nozzle 25 applies
Cv . A3 . H=(C1 . A1-AC A?) . b und nach dem DruckausgleichC v . A 3 . H = (C 1. A 1 -AC A ? ). b and after pressure equalization
Cv . A3 . a = C2 . A1 . b Die Übersteuerung beträgt alsoC v . A 3 . a = C 2 . A 1 . b The override is therefore
sie uird also, da Δ C jedenfalls kleiner als die kleinste eingesteuerte Druckhöhe sein muß, konstant und unabhängig von der jeweils herrschenden Beaufschlagungsdruckhöhe.it is therefore because Δ C is in any case smaller than the smallest input The pressure level must be constant and independent of the prevailing application pressure level.
Bei entsprechender sJahl des FlächenverhMltnisses Ä.:A„ des Rückhaltedruckes Δ. C und der QrSBe der Düse 25 kann der Druckübersezter dem jeweils gewünschten über- bzw. Untersteuerungsverhalten angepaßt werden.With the corresponding area ratio Ä.: A "of the retention pressure Δ. C and the QrSBe of the nozzle 25 can be the pressure booster the respectively desired oversteering or understeering behavior be adjusted.
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Die Kolbenteile 21 und 22 müssen nicht gleichachsig sn einer Kolbenstange 1ß befestigt sein; wie aus Figur 5 ersichtlich, ist es auch möglich, den Rücksteuerkalben in an zwei getrennten Kolbenstangen 18* und 18·' an verschiedenen Stellen des Waagebalkens 2 angreifende, voneinander getrennte Kolben 19' und 19M aufzulösen. Der Luftführungskanal 2h mündet dabei in den einen Beaufschlagungsraum 23' des einen Kolbens 19' und der andere Beaufschlagungsraum 26' ist an diesen über eine Düse 251 in einer Trennwand zwischen den beiden Beaufschlagungsräumen 23' und 26' angeschlossen. Der übrige Aufbau und die Funktionsweise des Druckübersetzers entsprechen der Ausführung nach Figur 3.The piston parts 21 and 22 do not have to be attached coaxially sn to a piston rod 1ß; as seen in Figure 5, it is also possible to dissolve the reverse control calve in two separate piston rods 18 * and 18 * 'acting on different points of the scale beam 2 separate flask, 19' and 19 M. The air duct 2h opens into the one loading space 23 'of one piston 19' and the other loading space 26 'is connected to this via a nozzle 25 1 in a partition between the two loading spaces 23' and 26 '. The rest of the structure and the mode of operation of the pressure booster correspond to the embodiment according to FIG. 3.
Es kann zweckmäßig sein, den Druckübersetzer mit einer Vorrichtung auszustatten, welche zu Beginn einer Beaufschlagung des Beaufschlagungsraumes 9 mit einem zu übersetzenden Druck ein rasches Erreichen eines bestimmten Mindestdruckes am Ausgang des Druckübersetzer gewährleistet, um somit sicherzustellen, daß dem Druckübersetzer nachgeschaltete Geräte durch diesen bestimmten Mindestdruck mit Sicherheit aus ihrer Ruhe- in eine Arbeitsstellung umgesteuert werden. In einfacher Weise kann hierzu, wie in Figur 5 strichpunktiert angedeutet, ein weiterer Kolben 37 vorgesehen sein, der über eine Leitung 38 in Wirkungsrichtung des Rücksteuerkolbens 19', 19" vom im Beaufschlagungsraum 9 herrschenden Druck entgegen der Kraft einer Feder 39 beaufschlagt wird.Mittels einer Anschlagkupplung *»D vermag der Kolben 37 sich gegen den Rücksteuerkolbenteil 19' abzustützen. Der Kolben 37 weist eine kleinere Fläche alsIt may be useful to equip the pressure intensifier with a device to equip which at the beginning of a loading of the loading area 9 with a pressure to be translated a rapid achievement of a certain minimum pressure at the output of the pressure intensifier guaranteed, in order to ensure that the pressure intensifier downstream devices by this certain minimum pressure surely reversed from their rest to a working position will. In a simple way, as in FIG Indicated by dash-dotted lines, a further piston 37 can be provided, which via a line 38 in the direction of action of the return control piston 19 ', 19 "from the pressure prevailing in the loading space 9 the force of a spring 39 is applied. By means of a stop coupling * »D the piston 37 is able to move against the return control piston part 19 'to be supported. The piston 37 has a smaller area than
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der Steuerkalben 8 auf. Bei dieser Anordnung ist bsi geringen, zu übersetzenden Drücken im Beaufschlagungsraum 9, welche ein Kolben 37 nicht ausreichen, die Feder 39 zu überwinden, der Steuerkolben 8 mit seiner gesamten Beaufschlagungsfläche gegen die Beaufschlagung des Rücksteuerkolbens 1SH, 19" durch den übersetzten Druck wirksam. Sobald der zu übersetzende Druck eine bestimmte Höhe, welche am Kniben 37 ausreicht, die Feder 39 zu überwinden, erreicht und überschreitet, wird der Kolben 37 entgegen der Feder 39 über die Anschlagkupplung UQ gegen den Rücksteuerkolbenteil 19' gedruckt. Ein Teil der vom Steuerkolben 8 aufgebrachten Kraft wird also vom Kolben aufgenommen, sodaß der Rücksteuerkolben 19',19M nur mehr dem restlichen Kraftanteil entgegenwirken muS.Bei Drucksteigerungen im Beaufschlagungsraum 9 über den bestimmten Druckwert ergibt sich also ein verlangsamtes Ansteigen des übersetzten Druckes.the control piston 8 on. With this arrangement, the control piston 8 with its entire area of action is effective against the action of the return control piston 1SH, 19 ″ by the converted pressure If the pressure to be translated reaches and exceeds a certain level at the knee 37, which is sufficient to overcome the spring 39, the piston 37 is pressed against the spring 39 via the stop coupling UQ against the return control piston part 19 ' Force is thus absorbed by the piston, so that the return piston 19 ', 19 M only has to counteract the remaining force component. When pressure increases in the pressure chamber 9 above the specific pressure value, there is thus a slowed increase in the translated pressure.
Zum Vermindern der Reibung kann es vorteilhaft sein, die BinzelnBn Kolben des Druckübersetzers abweichend von den dargestellten Ausführungsbeispielen als Membrankolben auszubilden.To reduce friction, it can be advantageous to use the BinzelnBn The piston of the pressure booster differs from the illustrated embodiments to be designed as a diaphragm piston.
Eine weitere Ausgestaltung, um die Anspruch-Empfindlichkeit des Druckübersetzers insbesondere bei Einstellung seines Übersetzungsverhältnisses auf niedrige, übersetzte Ausgangsdrücke sehr hoch zu bringen, besteht in der Anordnung des Doppelventils 12 an demjenigen Ende des Waagebalkens 2, an welchem auch der vom zu übersetzenden Druck C^ beaufschlagte Steuerkolben 8 angreift. Hierdurch ist sichergestellt, daß durch Beaufschlagungsänderungen des Steuerkolbens 8 von diesem ausgehende VerstellkrMfte unmittelbar, also nicht über den Waagebalken 2 ungünstig in ihrer Kraft untersetzt, auf das Doppelventil 12 über-A further embodiment to the sensitivity of the pressure booster, especially when setting its transmission ratio To bring to low, translated output pressures very high, consists in the arrangement of the double valve 12 at that end of the Balance beam 2, on which also the pressure to be translated C ^ acted upon control piston 8 engages. This ensures that changes in the application of the control piston 8 of this outgoing adjustment forces directly, i.e. not via the balance beam 2 unfavorably reduced in their power, on the double valve 12 over-
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tragen uierden; auf das Doppelventil 12 können sGrnit schon bei sehr geringen Änderungen der Druckbeaufschlagung des Steuerkolber.s 8 zum öffnen seines einen oder anderen Ventilteiles 13 oder 1*f ausreichende Verstellkräfte einwirken.wear uierden; The double valve 12 can be sGrnit at very minor changes in the pressurization of the control piston 8 to open one or the other valve part 13 or 1 * f sufficient Adjusting forces act.
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DE3208151A1 (en) * | 1982-03-06 | 1983-09-15 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Pressure intensifier for pneumatic or hydraulic drives, especially for motor vehicles |
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