DE2425110A1

DE2425110A1 - Behaelter

Info

Publication number: DE2425110A1
Application number: DE19742425110
Authority: DE
Inventors: Raymond Stanley Bullard; Robert Randolph Cole
Original assignee: Royal Industries Inc
Current assignee: Royal Industries Inc
Priority date: 1973-05-31
Filing date: 1974-05-24
Publication date: 1974-12-19
Also published as: AU472457B2; AU6906974A; IT1014265B; BR7404449D0; JPS5020319A; US3854526A; DE2425110C3; ES427155A1; SE413848B; FR2296809A1; DE2425110B2; SE7407202L; JPS5514959B2; GB1471932A

Description

Patentanwalt

DlpMng. FBJlIZ WEBÜERKAKH 2 2. 5.74

"2 HAMBURG CG
Neuer WzA IC !I

R. 74 052 Fl.

Royal Industries, Inc. 980, South Arroyo Parkway Pasadena, Kalif. (V.St.A.)

Behälter

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden U.S. Anmeldung Ser. No. 365 554 vom 31. Mai 1973 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft einen zum Speichern und Kühlen eines unter Druck stehenden Strömungsmittels wie z.B. Druckluft oder dgl. dienenden Behälter, der aus einem abgeschlossenen Mantelgehäuse besteht, das für den Durchgang eines heißen, feuchtigkeitshaltigen Gas-Flüssigkeit-Gemischs und zum Abscheiden und Sammeln von Verunreinigungen und Feuchtigkeit an einer vorbestimmten Stelle des Behälters ausgelegt ist und einen Auslaß für Feuchtigkeit und Verunreinigungen aufweist.

In einer weiteren Patentanmeldung derselben Anmelderin

(entsprechend U.S. Anmeldung Ser. No. 188,291 vom 12. Okt. 1971 mit dem Titel "Behälter") ist ein zum Abkühlen eines Druckluftstroms dienender, verbesserter Behälter beschrieben, der im Druckluftstrom enthaltene Feuchtigkeit abscheidet. Bei diesem Behälter und bei anderen, bekannten Behältern dieser Art ist außerhalb des Behälters ein Ventil zum Ablassen von innerhalb des Behälters angesammelter Feuchtigkeit vorgesehen. Diese bekannten Ventile erfüllen ihre Aufgabe jedoch nicht ganz, indem sie entweder keine völlige Entleerung des Behälters ermöglichen oder durch im Behälter angesammelte Verunreinigungen wie z.B. öl in ihrer Arbeitsweise erheblich beeinträchtigt oder

409851/0302

sogar außer Betrieb gesetzt werden. Zusammen mit Feuchtigkeit im Druckluftstrom mitgeführtes öl, das aus dem Druckluftstrom abgeschieden worden ist, soll vermittels eines derartigen Ablaß- oder Reinigungsventils aus dem Behälter entfernt werden. Wenn die Entsumpfung des zum Abkühlen des Druckluftstroms dienenden Behälters nicht einwandfrei erfolgt, beispielsweise weil das Ablaßventil nicht einwandfrei arbeitet, ist die Arbeitsweise des ganzen Kühl- oder Abscheidesystems in Frage gestellt. Mit anderen Worten, die Feuchtigkeitsabscheidung aus dem Strömungsmittelstrom muß nicht nur mit einem hohen Wirkungsgrad erfolgen, sondern die abgeschiedene Feuchtigkeit muß auch in wirksamer und zuverlässiger Weise aus dem Behälterabgeführt werden. Wenn derartige Behälter in Klimazonen eingesetzt werden, in denen mit unter dem Gefrierpunkt liegenden Temperaturen zu rechnen ist, wird im allgemeinen ein elektrisches Heizelement verwendet, um ein durch Einfrieren bedingtes Versagen des Ablaßventils zu verhindern. Derartige Druckluftbehälter-Ventilsysteme sind allgemein in Lastkraftwagen vorgesehen, und da die Ablaß-ventile außerhalb des Behälters selbst angeordnet sind, besteht die große Gefahr, daß diese Ventile durch Steinschlag oder durch die im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs auftretenden Erschütterungen beschädigt werden und ggf. abbrechen.

Durch die Erfindung soll daher ein Behälter der eingangs genannten Ausführung dahingehend verbessert werden, daß er eine bessere Abscheidung von Feuchtigkeit und Verunreinigungen bewirkt und zugleich eine höhere Betriebssicherheit aufweist.

Der zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Behälter ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein im Flüssigkeitsauslaß angeordnetes, zum Entfernen der in dem Gehäuse angesammelten Feuchtigkeit und Verunreinigungen dienendes Ablaßventil, das im wesentlichen innerhalb des Behälters angeordnet und dem durch das Gehäuse durchgeleiteten heißen Gas-Flüssigkeits-Gemisch ausgesetzt ist.

409851/0302

Das Ablaßventil ist somit in den Behälter "integriert". Es besteht aus zwei zusammenwirkenden Ventilen, vermittels deren aus dem in den Behälter eingeleiteten, unter Druck stehenden Strömungsmittel ausgeschiedene Feuchtigkeit und Verunreinigungen aufgefangen und während des Durchgangs des Strömungs-"mittels durch den Behälter selbsttätig und periodisch abgegeben werden.

Der integrale Aufbau des Ventils innerhalb des Behälters ist vorzugsweise in der Weise ausgelegt, daß ein Wärmeaustausch zwischen der Behälterwandung und dem Ventil erfolgen kann, so daß das Ventil über einen größeren Temperaturbereich als bei bekannten Ausführungen möglich einsatzbereit ist. Somit läßt "sich das erfindungsgemäße Behälter-Ventil-System beispielsweise auch in unter dem Gefrierpunkt liegenden Temperaturen oberhalb strenger Kältegrade verwenden. Eine Steigerung der Betriebssicherheit wird bereits durch den integralen Aufbau erzielt, indem weniger Verbindungsleitungen erforderlich sind und dadurch weniger potentielle Leckstellen vorhanden sind. Die in-

tegrale Konstruktion hat weiterhin den Vorteil eines verringerten Raumbedarfs an dem Kraftfahrzeug. Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Ventil durch zwei Druckluftquellen selbsttätig betätigbar. Im Falle eines Lastkraftwagens mit einer Druckluftbremsanlage kann beispielsweise die zur Betätigung der Bremsen dienende Druckluft die eine der beiden Druckluftquellen für die selbsttätige Betätigung des Ventilsystems bilden, wobei dem Ventil bei jeder Betätigung der Druckluftbremse durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs Druckluft zugeführt und dieses betätigt wird. Die zweite Druckluftquelle für den selbsttätigen Betrieb des Ventils, durch den im Behälter angesammelte Feuchtigkeit und Verunreinigungen abgeschieden werden, besteht aus einer Verbindung zwischen dem Ventil und dem Regler-Verdichter-System der Druckluftbremsanlage, wobei das Ventil entsprechend dem automatischen Betrieb des Regler-Verdichter-Systems zugleich mit diesem selbsttätig betätigt wird. Vermittels einer derartigen Zweiwegbetätigung des Ventils

409851 /0302

werden Feuchtigkeit und andere Verunreinigungen kontinuierlich und selbsttätig aus dem Behälter entfernt, so daß das gesamte System einen höheren Wirkungsgrad und bessere Betriebseigenschaften aufweist. Bei dem Ventil selbst handelt es sich um ein membranbetätigtes Ventil, das eine höhere Zuverlässigkeit als ein Kolben mit O-Ring-Dichtung aufweist und besser auf Druckluftbeaufschlagung ansprechbar ist. Bei Verwendung einer Membran können im Vergleich zu einer Kolbenkonstruktion größere Toleranzen zugelassen werden, wodurch die Gefahr eines "Festfressens" oder Klemmens verringert und zugleich die Möglichkeit des Auftretens von Betriebsstörungen durch Eisbildung innerhalb des Ventils nahezu ganz ausgeschaltet ist.

Der zum Speichern des unter Druck stehenden Strömungsmittels wie z.B. Druckluft oder dgl. und zum Abscheiden von Verunreinigungen und Feuchtigkeit dienende Behälter weist einen zylindrisch ausgebildeten Behältermantel aus einem wärmeleitenden Werkstoff auf. In einem vorbestimmten Abstand von der Behältermantelinnenseite ist eine Auskleidung angeordnet, welche zwischen sich und der Behältermantelinnenseite einen Flüssigkeitskanal, bildet, wobei die Auskleidung vorbestimmte wärmeisolierende Eigenschaften aufweist, gegenüber einem auf diese durch zugeführte Strömungsmittel ausgeübten Druck nachgiebig ausgebildet ist und der Abstand zwischen der Mantelinnenseite und der Auskleidung für einen optimalen Wärmeübergang zwischen dem zugeführten Strömungsmittel und dem Behältermantel ausgebildet ist. Weiterhin ist eine zum Einleiten eines heißen, unter Druck stehenden Strömungsmittels in den Behälter und Durchleiten desselben durch den Flüssigkeitskanal und Ausscheiden von Verunreinigungen und Feuchtigkeit am Boden des Behälters dienende Vorrichtung vorgesehen. In der Nähe des Strömungsmitteleinlasses ist ein in einem Stück mit dem Behältermantel ausgebildeter, zum Auffangen von Verunreinigungen und Feuchtigkeit dienender Sumpf vorgesehen. Das Ventil ist innerhalb eines an einem Ende des Behälters ausgebildeten Hohlraums angeordnet und weist einen Plunger auf, der zwischen einer in Verbindung

409851/0302

mit dem Behälterinnenraum stehenden Öffnungsstellung und einer die Verbindung mit diesem unterbrechenden Schließstellung verstellbar ist. Ein Kanal verbindet den Boden des Behälters mit dem Ventil und dient dazu, angesammelte Verunreinigungen und Feuchtigkeit in der Öffnungsstellung des Plungers dem Ventil zuzuführen, so daß diese bei Verstellung des Ventils in die Schließstellung aus dem Behälter abgegeben werden können. Das Ventil umfaßt außerdem eine zur periodischen Betätigung des Ventils in die öffnungs- oder die Schließstellung dienende Vorrichtung, welche vom Fahrzeug und insbesondere von der Druckluftbremsanlage desselben gesteuert ist.

Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Behälters sind aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels ersichtlich, das in den Zeichnungen dargestellt ist.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des zum Abscheiden von Verunreinigungen, Feuchtigkeit und dgl. aus einem Strömungsmittelstrom und Abgabe derselben dienenden Behälter-Ventil-Systems entsprechend der Erfindung.

Fig. 2 zeigt in einem größeren Maßstab einen Teilquerschnitt durch einen Bereich des einlaßseit-'igen Endes des Luftbehälters und läßt den Aufbau des in Fig. 1 schematisch dargestellten Ventilsystems erkennen.

Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 2.

In der nachfolgenden Beschreibung sei angenommen, daß der Behälter einen Aufbau entsprechend der vorgenannten weiteren Patentanmeldung derselben Anmelderin .... (entsprechend U.S. Anm. Ser. No. 188,291) aufweist. Zum besseren Verständnis von Aufbau und Arbeitsweise des in dieser weiteren Patentanmeldung beschriebenen Behälters wird ausdrücklich auf diese andere Patentanmeldung verwiesen.

409851/0302

Entsprechend der Erfindung weist der in Fig. 1 schematisch dargestellte Behälter 10 einen rohrförmigen Mantel 11 auf, der an beiden Enden jeweils durch eine glockenförmige Endwand 12 bzw. 13 abgeschlossen ist. Innerhalb des Behälters 10 ist zwischen den beiden glockenförmigen Endwänden 12 und 13 eine innere Auskleidung 14 ausgebildet, welche zwischen der Innenseite des Behältermantels 11 und der Auskleidung 14 einen Flüssigkeitskanal bildet, durch den ein Strömungsmittel wie z.B. ein Flüssigkeits-Gas-Gemisch durch den Behälter 10 durchgeleitet wird. Die einlaßseitige Endwand 12 weist einen Kanal 15 auf, der von einer Einlaßöffnung in der Endwand 12 zu der Auskleidung 14 verläuft und dazu dient, das heiße, feuchtigkeitshaltige, unter Druck stehende Flüssigkeits-Gas-Gemisch beispielsweise in der von dem Verdichter einer Druckluftbremsanlage gelieferten Form vermittels des zwischen Mantel 11 und Auskleidung 14 ausgebildeten Flüssigkeitskanals zur Innenseite des Gehäusemantels 11 zuzuführen, so daß dieses den Behälter 10 in Längsrichtung zur auslaßseitigen Endwand 13 des Behälters 10 hin durchsetzt. Beim Durchgangdes StrömungsmittelStroms von der einlaßseitigen Endwand 12 zur auslaßseitigen Endwand 13 wird die von diesem mitgeführte Wärme auf den äußeren Mantel 11 übertragen. Dieser weist ggf. Kühlrippen auf, vermittels welcher die Mantelwärme an die Umgebungsluft abgestrahlt wird, wobei der Luftstrom bei seinem Durchgang zum Auslaßstutzen 13a hin abgekühlt wird. Der Auslaßstutzen 13a ist mit der Druckluftbremsanlage verbunden. Bei der Abkühlung des Druckluftstroms wird die von diesem mitgeführte Feuchtigkeit abgetrennt, setzt sich am Boden des Behälters 10 ab und wird an dieser Stelle gesammelt. In Fig. 1 ist der Sammelpunkt für Feuchtigkeit und andere Verunreinigungen wie z.B. öl und dgl. als Sumpf 16 bezeichnet. Soweit bisher beschrieben, entspricht der zum Trocknen des Strömungsmittels dienende Behälter 10 dem der vorgenannten weiteren Patentanmeldung der Anmelderin.

Aus Beschreibungsgründen sei angenommen, daß der Behälter 10 in ein herkömmliches Druckluftbrerassystem für ein Kraftfahr-

409851/0302

zeug entsprechend der U.S. Patentschrift 3 515 438 geschaltet ist. Der Behälter 10 bildet einen Teil einer Druckluftquelle entsprechend dem in Fig. 1 der vorgenannten weiteren Patentanmeldung ... (entsprechend U.S. Anm. Ser. No. 182,291) dargestellten Druckluftkreis. Der am Auslaßstutzen 13a des Behälters 10 austretende gekühlte Luftstrom wird wie in der weiteren Patentanmeldung beschrieben dem herkömmlichen Druckluftbremssystem eines Kraftfahrzeuges oder Anhängers zugeführt. Dabei handelt es sich um die bei Lastkraftwagen und Anhängern normalerweise vorhandene Betriebsbremse, welche von dem Fahrer des Fahrzeugs durch öffnen der Druckluftzufuhr betätigt wird. Zu diesem Zweck ist wie beispielsweise in der U.S. Patentschrift 3 515 438 beschrieben ein fußbetätigtes Bremspedal im Führerstand vorgesehen.

Entsprechend der Erfindung weist die glockenförmige Endwand des Behälters 10 ein Ablaßventil auf, durch das Wasser, Verunreinigungen, öl und dgl. abgegeben werden können, welche sich in dem Sumpf 16 aufgrund der Zufuhr eines Heißen, feuchtigkeitshaltigen Druckluftstroms von dem Verdichter zu dem Behälter 10 und beim Durchgang desselben durch den Behälter ansammeln. Die glockenförmige Endwand 12 weist zu diesem Zweck einen inneren Hohlraum 20 auf, in dem das zum Ablassen der im Sumpf 16 des Behälters angesammelten Verunreinigungen und dgl. dienende Ablaßventil 21 angeordnet ist. Das Ablaßventil 21 besteht erfindungsgemäß aus einem Primärventil 21P und einem mit diesem zusammenwirkenden druckbetätigten Ventil 21S. Der in der Endwand 12 ausgebildete Hohlraum 20 ist in eine erste Kammer 2OS und eine zweite Kammer 2OP unterteilt. Die erste Kammer 2OS steht mit dem Sumpf 16 durch einen Kanal 22 in Verbindung, welcher eine öffnung in der Kammer 2OS des Hohlraums mit dem Sumpf 16 verbindet. Zwischen der Kammer 2OS und der Kammer 2ΌΡ ist ein verstellbarer Ventilplunger 23 angeordnet und trägt an einem Ende eine Dichtung 23S, vermittels welcher die zwischen den Kammern 2OS und 2OP befindliche öffnung, durch welche der Plunger 23 hindurchgeführt ist, ab-

dichtbar ist. Eine innerhalb der Kammer 2OS angeordnete Feder 24 liegt einerseits gegen die obere Endwand der Kammer 2OS, und andererseits gegen die auf dem Plunger 23 befestigte Dichtung 23S an und beaufschlagt den Plunger 23 normalerweise in die Dichtstellung, in welcher dieser gegen die öffnung 2OA anliegt. Der Plunger 23 trägt an dem dem die Dichtung 23S tragenden Ende abgewandten Ende eine verbreiterte Kopfplatte 23H, welche sich an dem der öffnung 2OA abgewandten Ende der Kammer 2OP befindet. Die Kammer 2OP ist außerdem durch eine flexible Membran 25 begrenzt, welche am unteren Ende der Kammer 2OP befestigt ist. Die flexible Membran 25 befindet sich somit in unmittelbarer Nähe der Kopfplatte 23H des Plungers 23 und läßt sich wahlweise in Eingriff mit diesem bringen, um den Plunger 23 zwischen seiner öffnungs- und seiner Schließstellung zu verstellen. Die biegsame Membran 25 ist mit einer mittigen Ausnehmung versehen, die koaxial zu einer in der glockenförmigen Endwand 12 ausgebildeten Ablaßöffnung 26P ausgerichtet ist und die Kammer 20 mit der freien Atmosphäre verbindet. Die Kammer 20 befindet sich auf Umgebungsdruck, wenn sich der Plunger 23 in der Abdichtungsstellung gegen die Kammer 2OS befindet. In der Ablaßöffnung 26P kann ein Ablaufschlauch 2 6D gleitend verschiebbar eingesetzt sein, so daß er von Hand nach oben in Eingriff gegen den Plunger 23 verschiebbar ist, um das Primärventil 21P aus der Schließ- in die Öffnungsstellung zu bringen.

In der glockenförmigen Endwand 12 ist außerdem ein zur Betätigung des Primärventils 21P dienendes Zweiweg-Rückschlagventil 21S ausgebildet. Zu diesem Zweck steht die dem Plunger 23 abgewandte Seite der flexiblen Membran 25 in Verbindung mit einem Druckluftkanal 27, durch den die auf der Seite des Kanals 27 liegende Seite der Membran 25 mit Druckluft beaufschlagbar und dadurch zur Anlage gegen den Plunger 23 bringbar ist. Dadurch wird wiederum das Primärventil 21 in die Öffnungsstellung verstellt. Das Zweiweg-Rückschlagventil 21S ist zu diesem Zweck an einer öffnung 28 mit dem Druckluftkreis für die Betriebsbremse verbunden, so daß bei Bremsbetätigung, d.h. Zuführen von Druckluft zu der Betriebsbremse durch den Fahrer

409851/0302

2A25110

des Kraftfahrzeuges Druckluft gleichzeitig dem Zweiweg-Rückschlagventil 21S zugeführt wird und in diesem das Pendelventilglied 29 nach links verstellt, so daß ein Druckluftstrom gegen die Membran 25 abgegeben wird. Das Pendelventilglied 29 ist normalerweise in dem zur Schließbetätigung dienenden Druckluftkanal 27 angeordnet, durch den das Primärventil 21P in seine normalerweise eingenommene und hier dargestellte Schließstellung gebracht wird. Eine weitere Öffnung 30, welche an dem Zweiweg-Rückschlagventil 21S der Öffnung 28 gegenüberliegt, kann unmittelbar mit dem Verdichter-Regler-System verbunden sein, so daß im normalen Betrieb des Verdichtersystems Druckluft durch die Öffnung 30 zugeführt, das Pendelventilglied 29 nach rechts verstellt, dadurch das an der Öffnung 28 erscheinende Fußbremssignal gesperrt und der Druckluftstrom der Membran 25 zur Betätigung des Primärventils 21P zugeführt wird. Das Verdichter-Regler-System ist normalerweise so ausgelegt, daß der Verdichter selbsttätig einen bestimmten Druckwert erzeugt und ein Überdruck abgebaut wird.

Die Arbeitsweise des Ablaßventils 21 in dem Behälter 10 ist bereits zum großen Teil aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich. Verunreinigungen wie z.B. öl, Wasser und dgl.,

die aus der vom Verdichter zumBehälter 10 zugeführten Druckluft abgeschieden worden sind, werden in der Schließstellung des Ablaßventils 21 nicht aus dem Behälter 10 abgeführt. Zur Abgabe dieser Stoffe aus dem Behälter muß das Zweiweg-Rückschlagventil 21S in die Öffnungsstellung verstellt werden. Das kann entweder dadurch erfolgen, daß der Fahrer des Fahrzeugs die Betriebsbremse betätigt oder das Verdichter-Regler-System einen entsprechenden Arbeitstakt ausführt. Es sei nun angenommen, daß das Zweiweg-Rückschlagventil 21S in der Weise verstellt wird, daß durch den Druckluftkanal 27 Druckluft zur flexiblen Membran 25 zugeführt wird. Die Membran 25 verschiebt den Plunger 23 nach oben in die Kammer 2OS gegen den durch die Feder 24 ausgeübten Federdruck und den innerhalb des Behälters gegen den Ventilsitz des Ventils 21P im Bereich

A09851/0302

der öffnung 2OA ausgeübten Luftdruck , wobei die Dichtung 23S die Kammer 2OP freigibt. Wenn die Kammer 2OP mit dem Innenraum des Behälters 10 verbunden ist, verursacht der höhere Druck im Sumpf 16 im Vergleich zu dem in der Kammer 2OP herrschenden Druck, daß die angesammelten Stoffe vermittels des Kanals 22 in die Kammer 2OS und durch die den Schaft des Plungers 23 umgebende öffnung 2OA hindurch in die Kammer 2OP gedrückt werden. In diesem Zeitpunkt liegt die Membran 25 unmittelbar gegen die Kopfplatte 23H des Plungers 23 an und dichtet dabei die Ablaßöffnung 26P und den Ablaßschlauch 26D ab, so daß die Verunreinigungen innerhalb der Kammer 20P aufgefangen werden. Die Membran 25 verformt sich dabei zwischen Innen- und Außenrand, welche an der glockenförmigen Endwand 12 befestigt sind. Sobald das Zweiweg-Rückschlagventil 21S nicht langer durch Druckluft beaufschlagt ist, wirkt auch auf die Membran 25 keine Druckluft mehr ein, so daß sich die letztere zurück in ihre (in Fig. 1 dargestellte) Schließstellung verstellt, in welcher sie nicht in Eingriff mit der Kopfplatte

23H des Plungers 23 steht. Dabeiwerden die innerhalb der Kammer 2oP aufgefangenen Stoffe durch die Ablaßöffnung 26P und/ oder den Ablaßschlauch 26D hindurch aus dem Behälter 10 heraus an die freie Atmosphäre abgegeben. Dieser Zustand hält so lange an, bis dem Zweiweg-Rückschlagventil 21S ein neues Stellsignal zur Betätigung des Primärventils 21P zugeführt wird.

Da der Ablaßschlauch 26D frei verschiebbar innerhalb der Ablaßöffnung 26P gehalten ist, läßt sich der Schlauch 26D von Hand verstellen, um das Ventil 21P zur Prüfung der Arbeitsweise des Behälter-Ventil-Systems zu betätigen. Wenn bei dieser von Hand erfolgenden überprüfung der Arbeitsweise des Systems eine größere Wassermenge abgegeben wird, zeigt das an, daß das Ablaßventil 21 nicht einwandfrei arbeitet.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Ablaßventils 21 für den Behälter 10 ist in den Figuren 2 und 3 dargestellt. Gegenüber dem in der vorgenannten weiteren Patentanmeldung dargestellten

409851/0302

Behälter ist die glockenförmige Endwand 12 an der Einlaßseite des Behälters unterhalb der Mittellinie in der Weise abgeändert, daß sie einen zur Aufnahme des Ablaßventils 21 dienenden Hohlraum entsprechend Fig. 1 bildet. Im übrigen kann der Behälter 10 dem in der früheren Patentanmeldung beschriebenen entsprechen.

Der Behälter 10 weist entsprechend der Darstellung von Fig. 2 einen Mantel 11 mit einer Auskleidung 14 auf, welche zusammen den Sumpf 16 bilden. Der Kanal 22 verbindet den Sumpf mit dem das Ablaßventil 21 enthaltenden Hohlraum 20 innerhalb der glockenförmigen Endwand 12. Der Kanal 22 ist z.B. durch Schweißung oder Hartlötung mit einer öffnung 22A in der Endwand 12 verbunden, wobei die öffnung 22A in Längsrichtung in Verbindung mit der die Druckfeder 24 enthaltenden Kammer 2OS steht. Der in Fig. 2 dargestellte Plunger 23 trägt an einem Ende die Dichtung 23S, welche normalerweise die öffnung 2OA zwischen der Kammer 2OS und der Kammer 2OP abdichtet. Die Dichtung 23S wird durch einen Ventilteller 23P gehalten, der gleichzeitig als Sitz für das anliegende Ende der Feder 24 dient, wobei das andere Ende der Feder gegen die Innenwand der Kammer 2OS anliegt. Der Plunger 23 ist in den Ventilteller 23P eingeschraubt und auf diese Weise· fest mit diesem verbunden.

Eine Plungerführung 23G ist vermittels eines Befestigungsmittels wie z.B. der in Fig. 2 dargestellten Schraube 23F mit der glockenförmigen Endwand 12 verbunden. Die Plungerführung 23G weist, eine mittige öffnung 2OA auf, durch welche der Schaft des Plungers 23 geführt ist. Die Plungerführung 23G bildet die Wand zwischen den Kammern 2OS und 2OP und weist zu diesem Zweck einen O-Ring 230 auf, der zwischen der Wand der Kammer 2OS und der Plungerführung angeordnet ist und dazu dient, die Kammer 2OS gegenüber der Kammer 2OP abzudichten. Vermittels eines nach unten vorstehenden Abschnitts 23D der Plungerführung 23G ist das untere Ende des Plungers 23 bei Verstellung geführt. Der Plunger 23 weist einen Endabschnitt verringerten Durch-

409851/0302

messers auf, welcher durch die öffnung 2OA hindurch in die Kammer 20S geführt ist. Außerdem weist die Plungerführung 23G in ihrem mittleren Bereich eine Strömungsmittelaustrittsöffnung 23DA auf, welche mit der Kammer 2OP, und nach Abheben der Dichtung 23S über die öffnung 2OA mit der Kammer 2OS in Verbindung steht. Das entgegengesetzte Ende des Plungers 23 trägt die Kopfplatte 23H, welche vermittels eines Halterings 23R an dem Plunger 23 befestigt ist. Die Kopfplatte 23H liegt der Membran 25 gegenüber und dient dazu, der Membran 25 eine möglichst große Oberfläche zu bieten. Die Kopfplatte 23H ist gegen den Plunger vermittels eines O-Rings 23OR abgedichtet.

Die biegsame Membran 25 ist an dem unteren Ende der glockenförmigen Endwand 12 vermittels einer Bodenplatte 31 für das Ablaßventil 21 befestigt, welche ihrerseits durch z.B. Zylinderschrauben 32 an der Endplatte 12 befestigt ist. Der Ablaß für den Behälter besteht aus der in der Bodenplatte 31 ausgebildeten Ablaßöffnung 26P, welche koaxial zu der mittigen Ausnehmung der Membran 25 angeordnet ist, und einer an der Ablaßöffnung 26P befestigten Ablaßhülse 26S, welche als primäre Ablaßvorrichtung dient. Die Hülse 26S ist an der Bodenplatte 31 vermittels einer Mutter 32' befestigt, welche auf den äußeren Gewindeabschnitt der Hülse 26S aufgeschraubt und vermittels einer zwischen Mutter 32' und Bodenplatte 31 zwischengelegten Unterlegscheibe 32W abgedichtet ist. Vermittels der Hülse 26S ist das innere Ende der Membran 25 an der Bodenplatte 31 befestigt. Die Hülse 26S dient zur losen, koaxialen Führung des Ablaßschlauchs 26D, welcher über das äußere Ende der Hülse 26S hinaus vorsteht. Ein zwischen der Innenseite der Hülse 26S und dem Ablaßschlauch 26D vorgesehener Ringraum dient dazu, das Ablassen von Verunreinigungen zu gestatten. Der Ablaßschlauch 26D ist wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführung von Hand in Eingriff mit der Kopfplatte 23H deß Plungers 23 bringbar, um das Primärventil 21P von seinem Sitz abzuheben. Unmittelbar rechts der Membran 25 befindet sich ein zur Druckübertragung dienender Druckluftkanal 27 -, welcher mit dem als

409851/0302

Pendelventil ausgebildeten Zweiweg-Rückschlagventil 21S verbunden ist. Das in Fig. 3 dargestellte Pendelventilglied 29 kann entweder mit dem Regler-Verdichter-System oder der Betriebsbremse zur Betätigung des Rückschlagventils 21S verbunden sein. Das Pendelventilglied 29 des Ventils 21S ist zwischen zwei Stellungen verstellbar, in denen abwechselnd die öffnung 30 oder die öffnung 28 des Ventilgehäusee mit dem Kanal 27 verbunden ist, wobei die jeweilige Stellung des Pendelventilglieds 29 davon abhängt, an welcher öffnung ein höherer Druck anliegt. Dadurch wird der mit dem Druckluftkanal 27 verbundenen Seite der Membran 25 Druckluft zugeführt, durch welche die Membran nach oben verformt wird. Das Pendelventilglied 29 ist bei Zufuhr von Druckluft durch das Verdichter-Regler-System an der öffnung 30 in eine langgestreckte öffnung einer Kappe 34 hinein verstellbar, welche einen linksseitigen Arm des Ventilkörpers bildet. Die Kappe 34 ist in bezug auf die Bodenplatte 31 durch einen O-Ring 35 abgedichtet, welcher wie in Fig. 3 dargestellt in einem mittleren Bereich angeordnet ist. Ein mit der öffnung 28 in Verbindung stehender rechtsseitiger Arm 31R dient zum Zuführen der an die Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs angelegten Druckluft. In einem mittleren Bereich der Grundplatte 31 ist eine öffnung 37 durch einen Stopfen 36 verschlossen, so daß das Pendelventilglied 29 lediglich auf die an den öffnungen 28 und 30 angelegte Druckluft anspricht.

Die Arbeitsweise des Zweiweg-Rückschlagventils 21S ist kurz wie folgt: Wenn von Seiten des Reglers Druckluft zugeführt wird, verstellt sich das Pendelventilglied 29 nach rechts und verschließt die öffnung 28, so daß ein gleichzeitig angelegtes Fußbremssignal der Betriebsbremse, das einen niedrigeren Druck aufweist, gesperrt ist. Das Regler- und das Fußbremssignal haben beide die Eigenschaft, entweder einen Druck auf das Pendelventilglied 29 auszuüben und dieses zu verstellen, oder die entsprechende öffnung zur freien Atmosphäre hin zu entlüften. Bei Betätigung des Ventils wird die Unterseite der

409851/0302

Membran 25 durch den Kanal 27 und das Rückschlagventil 21S . im Anschluß an eine Druckübermxttlung zur freien Atmosphäre hin entlüftet.

Arbeitsweise des in Fig. 1 dargestellten Behälters in Verbindung mit der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsform des Ablaßventils ist kurz wie folgt: In den Fig. 2 und 3 ist das Ablaßventil 21 in seiner normalen Schließstellung dargestellt. In dieser Stellung werden im Sumpf 16 angesammeltes Wasser und Verunreinigungen nicht aus dem Behälter 10 abgegeben. Wenn das Pendelventilglied 29 des Zweiweg-Rückschlagventils 21S aufgrund von Druckluftzufuhr zu diesem von einer beiden Druckluftquellen betätigt wird, wird der angelegte Strömungsmitteldruck durch den Druckluftkanal hindurch auf die mit diesem verbundene Seite der flexiblen Membran 25 übertragen, so daß diese nach oben verformt wird. Die Membran 25 verformt sich dabei zwischen Innen- und Außenrand und legt sich gegen die Kopfplatte 23H an, wodurch der Plunger 23 nach oben verstellt wird. Bei Verstellung des Plungers 23 nach oben wird die Dichtung 23S von der öffnung 2OA abgehoben, so daß die Kammer 2OS mit dem Innenraum der Plungerführung 23G und durch diese über die öffnung 23DA mit der Kammer 2OP in Verbindung steht. Da der innerhalb des Behälters im Sumpf 16 herrschende Druck in der Größenordnung von 8,5 at liegt, während die Kammer 2OP im wesentlichen auf Umgebungsdruck steht, werden die im Sumpf 16 angesammelten Verunreinigungen durch den Kanal 22 in die Kammer 2OS gedrückt und gelangen durch den Zwischenraum um den Schaft des Plungers 23R herum durch die öffnung 2OA und die öffnung 23DA an der Plungerführung 23G hindurch vorübergehend in die Kammer 2OP. In diesem Zeitpunkt ist die Ablaßöffnung 26S abgedichtet, da die flexible Membran 25 zwischen ihrem Innen- und Außenrand gegen das untere Ende des Plungers 23 angedrückt ist. Dieser Zustand hält so lange an, bis der Druck in der Kammer 2QP so hoch geworden ist, daß er das Primärventil 21P verstellen kann. Bei anschließender Entlüftung der Luft durch den Druck-

409851/0302

¹⁵ 24251

luftkanal 27 und das Rückschlagventil 21S wird das Ventil
21P voll in die Schließstellung gebracht. Aufgrund des bei
Betätigung des Rückschlagventils 21S auftretenden Druckverlust s stellt sich der Pendelventilkörper 29 in seine Normalstellung zurück und hebt somit die Druckluftbeaufschlagung
der mit dem Kanal 27 in Verbindung stehenden Seite der Membran 25 auf. Damit können sich die Membran 25 und der Plunger 23 in die in Fig. 1 dargestellte Normallage zurückstellen. Nunmehr können die in die Kammer 2OP eingeführten Stoffe um die Plungerkopfplatte 23H herum in den Zwischenraum zwischen dem unteren Ende des Plungers 23 und der Membran 25 gelangen und durch die Ablaßhülse 26S und/oder den Ablaßschlauch 26D hindurch zur freien Atmosphäre abgegeben werden.

Aufgrund des integralen Aufbaus von Behälter und Ventil wird ein wesentlicher Fortschritt erzielt. Da aufgrund des integralen Aufbaus ein Wärmeaustausch zwischen Behälter und Ventil erfolgen kann, ist das Ventil innerhalb eines weiten Temperaturbereichs stets einsatzbereit. Bei weit unter dem Gefrierpunkt liegenden Umgebungstemperaturen kann natürlich die Außenfläche der Endwand 12 auch mit einem handelsüblichen
elektrischen Heizkissen oder dgl. versehen werden, um einen
einwandfreien Betrieb auch bei solchen Temperaturen zu gewährleisten. Anstelle eines Heizelements kann die das Ablaßventil 21 enthaltende Endwand 12 auch mit einer äußeren Wärmeisolierung versehen sein, welche dazu dient, die Abstrahlung der vom Strömungsmittel auf die Endwand übertragenen Wärme
an die freie Atmosphäre zu vermeiden und diese stattdessen an das Ablaßventil abzugeben. Der Behälter 10 einschließlich der glockenförmigen Endwände 12 und 13 ist aus einem hoch wärmeleitfähigen Werkstoff wie z.B. Aluminium hergestellt, so daß die Anbringung einer äußeren Wärmeisolierung an einer Endwand die normale Kühlwirkung des Behälters nicht nennenswert beeinträchtigen würde.

- Patentansprüche: -

409851/0302

Claims

Patentansprüche :

. Behälter zum Speichern und Kühlen eines unter Druck stehenden Strömungsmittels wie z.B. Druckluft oder dgl., bestehend aus einem abgeschlossenen Mantelgehäuse, das für den Durchgang eines heißen, feuchtigkeitshaltigen Gas-Flüssigkeits-Gemischs und zum Abscheiden und Sammeln von Verunreinigungen und Feuchtigkeit an einer vorbestimmten Stelle des Behälters ausgelegt ist und einen Auslaß für Feuchtigkeit und Verunreinigungen aufweist, gekennzeichnet durch ein im Auslaß (26) für Feuchtigkeit und Verunreinigungen angeordnetes, zum Entfernen der in dem Gehäuse angesammelten Feuchtigkeit dienendes Ablaßventil (21), das im wesentlichen innerhalb des Behälters (10) angeordnet und dem durch das Gehäuse durchgeleiteten heißen Gas-Flüssigkeits-Gemisch ausgesetzt ist.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablaßventil (21) aus einem druckbetätigten Ventil besteht und außerdem mit einer zum periodischen öffnen und Schließen des Ventils zwecks Entfernen von Feuchtigkeit und Verunreinigungen aus dem Gehäuse dienenden Vorrichtung (21S) versehen ist.
3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Ende des Behälters eine glockenförmige Endwand (12) mit einem Einlaß für heißes, feuchtigkeitshaltiges Gas-Flüssigkeits-Gemisch aufweist, und das Ventil (21) innerhalb eines integral mit der Endwand (12) ausgebildeten Hohlraums (20) angeordnet ist.
4. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der das Ventil (21) enthaltende Teil der glokkenförmigen Endwand (12) wärmeisoliert ist.

409851/0302
5. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behältermantel (11) zylindrisch ausgebildet und aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff hergestellt ist, in einem vorbestimmten Abstand von der Behältermantelinnenseite eine Auskleidung (14) angeordnet ist, welche zwischen sich und der Behältermantelinnenseite einen Flüssigkeitskanal bildet, wobei die Auskleidung vorbestimmte wärmeisolierende Eigenschaften aufweist, gegenüber einem auf diese durch zugeführtes Strömungsmittel ausgeübten Druck nachgiebig ausgebildet ist und der Abstand zwischen der Mantelinnenseite und der Auskleidung für einen optimalen Wärmeübergang zwischen dem zugeführten Strömungsmittel und dem Behältermantel aufgrund des Druckabfalls in dem zwischen beiden gebildeten Flüssigkeitskanals ausgelegt ist, so daß der Wärmeübergang auf den Mantel erfolgt, sowie daß eine zum Einleiten eines heißen, unter Druck stehenden Strömungsmittels in den Behälter und Durchleiten desselben durch den Flüssigkeitskanal und Ausscheiden von Feuchtigkeit und anderen Verunreinigungen am Boden des Behälters dienende Vorrichtung und eine zum Ableiten des in dem Flüssigkeitskanal abgekühlten, unter Druck stehenden Strömungsmittels aus dem Behälter dienende Vorrichtung (13a) vorgesehen sind.
6. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (21) aus einem Primärventil (21P), durch das am Boden des Mantels angesammeltes Wasser aus dem Behälter abführbar ist, und einem zwischen einer öffnungs- und einer Schließstellung verstellbaren, mit dem Primärventil zusammenwirkenden und entsprechenden Verstellen desselben zwischen einer öffnungs- und einer Schließstellung dienenden sekundären Ventil (21S) besteht.
7. Behälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Primärventil (21P) und sekundäres Ventil (21S) für die Betätigung durch unter Druck stehendes Strömungsmittel ausgelegt sind, und das sekundäre Ventil zwecks Verstellung in die Öffnungsstellung mit zwei unterschiedlichen Quellen

409851/0302

eines unter Druck stehenden Strömungsmittels koppelbar ist.
8. Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zum Auffangen von Verunreinigungen und Feuchtigkeitsgehalt dienender Sumpf (16) in der Nähe des Strömungsmitteleinlasses in einem Stück mit dem Behältermantel (11, 12) ausgebildet ist.
9. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das innerhalb des Hohlraums (20) angeordnete Ventil (21) einen Plunger (23) aufweist, der zwischen einer in Verbindung mit dem Behälterinnenraum stehenden Öffnungsstellung und einer die Verbindung mit diesem unterbrechenden Schließstellung verstellbar ist, der Behälterboden durch einen zum Zuführen der angesammelten Verunreinigungen und Feuchtigkeit in der Öffnungsstellung des Plungers zum Ventil dienenden Kanal (22) verbunden ist, wobei die Verunreinigungen in der Schließstellung des Plungers aus dem Gehäuse nach außen abgebbar sind, und eine zur Betätigung des Ventils in die Öffnungsoder die Schließstellung dienende Vorrichtung (21S) vorgesehen ist.
10. Behälter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Behältermantel eine Ablaßöffnung (2 6P), durch welche hindurch angesammelte Verunreinigungen aus dem Behälter nach außen abgebbar sind, angeordnet ist, das Ventil (21) eine flexible Membran (25) mit einer koaxial zu der Ablaßöffnung ausgerichteten mittigen Ausnehmung aufweist, die Membran an dem Behälter befestigt, durch unter Druck stehendes Strömungsmittel zur Anlage gegen den Plunger (23) bringbar ist und dazu dient, diesen in die Öffnungsstellung zu verstellen, und in einer Außereingriffsstellung mit dem • Plunger die Verstellung desselben in die Schließstellung und dementsprechend die Abgabe der im Ventil angesammelten Verunreinigungen durch die mittige Membranausnehmung und dieAblaßöffnung hindurch gestattet.

409851/0302
11. Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des in der Nähe des Strömungsmitteleinlasses eine glockenförmige Endwand (12) aufweisenden Behältermantels durch einen innerhalb des Behälters angeordneten, zum Überleiten von Verunreinigungen von dem Boden des Behälters in den an der glockenförmigen Endwand ausgebildeten Hohlraum (20) dienenden Kanal (22) mit einem oberen Bereich des Hohlraums (20) verbunden ist, der Hohlraum in zwei, miteinander in Verbindungstehende Kammern (2OS, 20P) unterteilt und der Plunger (23) zwischen den beiden Kammern verstellbar ist, wobei die erste Kammer (20S) durch den Kanal (22) mit dem Behälterinnenraum in Verbindung steht, der Plunger eine Dichtung (23S) trägt, vermittels welcher normalerweise die erste Kammer gegen die zweite Kammer abgedichtet ist, eine in der ersten Kammer angeordnete Vorrichtung (24), vermittels welcher der Plunger (23) elastisch federnd in die Dichtstellung beaufschlagt ist, die flexible Membran (25) an dem dem in Verbindung mit der ersten Kammer (20S) stehenden Ende abgewandten Ende der zweiten Kammer (20P) angeordnet ist, die Ablaßöffnung (26P) im Mantel koaxial zur Ausnehmung in der flexiblen Membran ausgerichtet ist und die zweite Kammer mit der Umgebungsluft verbindet, wobei die Membran normalerweise einen Abstand von dem Plunger aufweist, so daß durch die erste Kammer hindurch in die zweite Kammer eingeführte Verunreinigungen bei Verstellung des Plungers in die Öffnungsstellung, wenn der Plunger in die Abdichtstellung für die erste Kammer gelangt, durch die Ablaßöffnung (26P) hindurch aus der zweiten Kammer abgebbar sind, und daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, vermittels welcher zum Verstellen des Plungers dienendes, unter Druck stehendes Strömungsmittel einer Seite des Plungers zuführbar ist.
12. Behälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Verstellen des Plungers (23) dienende Vorrichtung aus einem innerhalb der glockenförmigen Endwand (12) an-

409851/0302

geordneten und mit der Auslaßseite der flexiblen Membran (25) in Verbindung stehenden Kanal (27), einer Quelle eines unter Druck stehenden Strömungsmittels und einem Ventil (21S) besteht, durch das wahlweise unter Druck stehendes Strömungsmittel in den Kanal (27) einleitbar und durch dieses der Plunger (23) zwischen seinen beiden Stellungen verstellbar ist.
13. Behälter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

das Ventil aus einem Zweiweg-Rückschlagventil (21S) besteht, das mit zwei unterschiedlichen Quellen von unter Druck stehendem Strömungsmittel verbindbar ist, und durch das jeweils der von einer der beiden Strömungsmittelquellen gelieferte Strömungsmitteldruck an die Membran anlegbar ist.
14. Behälter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Zweiwegventil (21S) zwei öffnungen (28, 30) und ein zwischen diesen hin und her verstellbares Pendelventilglied (29) aufweist, welches durch Einwirkung eines höheren Strömungsmitteldrucks an einer öffnung in eine Abdichtstellung gegen die jeweils andere öffnung anlegbar ist.
15. Behälter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelaußenfläche im Ventilbereich mit einer Wärmeisolierung versehen ist, welche dazu dient, die Mantelwärme auf das Ventil (21) überzuleiten.

40985 1/0302

Leerseite