DE2604583B2 - Entwaesserungsventil fuer druckluftanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisch gesteuertes Entwässerungsventil für Druckluftanlagen, insbesondere Druckluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kondenswasseranfall und damit Funktionsgefährdung der gesamten Bremsanlage ist eine unangenehme aber unvermeidbare Begleiterscheinung in jeder Druckluftbremsanlage, da die vom Luftpresser angesaugte atmosphärische Luft einen bestimmten Anteil an Wasserdampf enthält, welcher sich durch die im Luftpresser erfolgte Druckerhöhung nach Erreichen des Sättigungsdruckes als Kondensat ausscheidet.

Dieser Wasserausfall erfolgt nicht schon im Luftpresser, sondern erst bei Abkühlung der Luft in den Rohrleitungen, und hauptsächlich in den Vorratsbehältern scheidet sich die entsprechende Kondensatmenge aus.

Bei nicht regelmäßiger Entwässerung der Behälter würde diese Kondensatmenge bereits nach relativ kurzer Betriebszeit zu einer spürbaren und unzulässigen Verringerung des Behälterluftvolumens führen, und es besteht die Gefahr, daß Wasser in die Leitungen kommt.

Um diese Gefahr zu verringern bzw. auszuschließen, wurden manuell zu betätigende und automatisch gesteuerte Entwässerungseinrichtungen entwickelt, welche in die Vorratsbehälter an der tiefst gelegenen Stelle eingeschraubt werden.

Da es sich bei dem Erfindungsgegenstand um ein automatisch gesteuertes Entwässerungsventil handelt, wird hier auf die manuell zu betätigenden Entwässerungseinrichtungen nicht näher eingegangen.

Durch die deutsche Auslegeschrift 14 75 966 ist ein automatisches Entwässerungsventil bekannt, welches ein Gehäuse mit einem Einlaßventil und einer Sammelkammer, eine im Boden des Gehäuses angeordnete von einem Auslaßventilsitz umgebene mit der Sammelkammer und der Atmosphäre in Verbindung stehende und durch ein mit dem Auslaßventilsitz zusammenarbeitende Auslaßventil verschließbare Auslaßöffnung sowie einem Einlaßventilsitz an der Übergangsstelle von einer Einlaßkammer zu der Sammelkammer und eine elastische Membran aufweis¹., welche dem Druck in dem Einlaßventil und in entgegengesetzter Richtung dem Druck in der Sammelkammer ausgesetzt ist, um mit dem Einlaßventil zussammenzuarbeiten, wodurch bei annäherndem Ausgleich der Drücke in der Einlaßkammer und in der Sammelkammer diese getrennt sind und bei Erhöhung des Druckes in der

ίο Einlaßkammer dieses mit der Sammelkammer in Verbindung tritt und das Kondensat in die Sammelkammer strömt und wodurch das Auslaßventil bei einer Druckabsenkung in der Einlaßkammer öffnet, um das in der Sammelkammer angesammelte Kondensat in die Atmosphäre zu entleeren, wobei die Membran mittels zweier Gehäuseteile vorgespannt ist, von denen das eine den Einlaßventilsitz und das andere den Auslaßventilsitz trägt.
Ein ähnliches automatisches Entwässerungsventil ist durch die deutsche Patentschrift 18 12 592 bekanntgeworden.

Bekannt sind außerdem automatisch gesteuerte Entwässerungsventile, welche zur Betätigung eines Schaltkolbens einen zusätzlichen Steueranschluß und eine mitunter umständlich zu verlegende Steuerleitung benötigen.

Es hat sich jedoch erwiesen, daß diese automatischen Entwässerungsventile, vor allem die beiden erstgenannten, außerordentlich schmutzempfindlich sind, so daß Siebe vorgeschaltet werden müssen, um das Eindringen von Schmutz in die Ventilanordnungen zu verhindern. Diese Siebe haben jedoch den Nachteil, daß sie bei ölhaltigem Kondensat, dessen ölgehalt je nach Ölverbrauch des Kompressors mehr oder weniger stark sein kann, den Durchfluß und somit die Entwässerungs verhindern können.

Ein weniger schmutzempfindliches Entwässerungsventil ist durch die CH-PS 3 98 866 bekanntgeworden, welches einen in einem Ventilgehäuse angeordneten, mit Druckluft beaufschlagbaren, das Gehäuse in zwei Druckkammern druckdicht teilenden und in einer Membrane aufgehängten Reaktionskolben aufweist und mit einem eine Verbindung der beiden Druckkammern herstellenden Einlaßventil und mit einem die untere Druckkammer mit der Atmosphäre verbindenden Auslaßventil ausgerüstet ist.

Fortschrittlich bei diesem Ventil ist, daß bereits bei geringen Druckabsenkungen im Behälter das anfallende Kondensat ausgeschieden wird, jedoch konnte die Gefahr einer Fehlfunktion infolge Verschmutzung durch diese bekannte Anordnung noch nicht mit voller Sicherheit beseitigt werden, so daß auch bei diesem Entwässerungsventil noch ein Sieb vorgeschaltet werden muß. Zwar wird der Reaktionskolben durch eine nach oben gerichtete Federkraft, welche durch die Membrane bei Auslenkung des Reaktionskolbens nach unten entsteht, beaufschlagt, womit erreicht wird, daß der Druck oberhalb des Kolbens etwas größer ist als unterhalb des Kolbens und der höhere Druck sich über den infolge Verschmutzung undichten Ventilsitz auch unterhalb des Kolbens aufbaut, was bewirkt, daß die nach oben gerichtete Kraft des Kolbens und die Schließkraft des Ventils entsprechend erhöht wird.

Nachteilig wirkt sich dabei jedoch aus, daß die nach oben gerichtete Federkraft der Membrane nur gering ist und lediglich leichte Verschmutzungen überwindet. Außerdem ist diese von der Elastizität der Membrane abhängige Federkraft nicht konstant, wobei vor allem

Feuchtigkeit, Ul- sowie Spiritusanfall und Alterung entscheidende Faktoren sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein automatisch gesteuertes Entwässerungsventil zu schaffen, welches auch gegen grobe Verschmutzungen so schmulzunempfindlich ist, daß eine Vorreinigung des Kondensats nicht notwendig ist und man auf den Einbau von Filtern verzichten kann.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung Aufbau und Funktion des erfindungsgemäßen Entwässerungsventils beschrieben.

Im Gehäuseteil 1 eines aus zwei Teilen bestehenden Ventilgehäuses ist ein Reaktionskolben 2 angeordnet, den in drucklosem Zustand die Spannung einer am Boden des Gehäuseteiles 1 sich abstützende Feder 3 gegen einen gehäusefesten Anschlag 4 am Gehäuseoberteil 5 in der oberen Stellung festhält.

in mehreren innerhalb des Kolbens 2 angeordneten Führungsrippen 6 wird ein Doppelventilkörper 7 koaxial geführt, dessen oberer Ventilteller 8 mit einem am Kolben 2 angeordneten Ventilsitz 9 ein Einlaßventil und dessen unterer Ventilkegel 10 mit einem im Boden des Gehäuseunterteils 1 befindlichen als Bohrung 11 ausgebildeten Ventilsitz ein in die Atmosphäre führendes Auslaßventil bildet.

Eine oberhalb des Kolbens 2 angeordnete und durch Gehäuseoberteil 5 begrenzte Druckkammer 12 steht über einen am Gehäuseoberteil 5 befindlichen Anschlußflansch 13 mit einem nicht dargestellten Druckluftbehälter in direkter Verbindung. Die Spannung einer zwischen Gehäuseoberteil 5 und Ventilteller 8 des Doppelventilkörpers 7 angeordnete Feder 14 drückt in drucklosem Zustand den Ventilteller 8 auf den Einlaßventilsitz 9.

Die Funktion des erfindungsgemäßen automatischen Entwässerungsventils ist wie folgt:

Ein sich im nicht dargestellten Druckluftbehälter aufbauender Druck baut sich gleichzeitig über Anschluß 13 oberhalb des Kolbens 2 in Kammer 12 auf. Erreicht dieser Druck eine Höhe, bei der die auf den Kolben 2 nach unten gerichteten Kräfte die Kraft der Feder 3 und die Reibung übersteigen, so bewegt sich der Kolben 2 nach unten und der unter der Spannung der Feder 14 stehende der Abwärtsbewegung folgende Doppelventilkörper 7 verschließt mit seinem unteren Ventilkegel die Auslaßventilbohrung 11.

Bei weiterem Druckanstieg bewegt sich nun der Kolben 2 weiter nach unten und hebt Ventilsitz 9 vom Ventilteller 8 ab, d. h. das Einlaßventil öffnet. Nun strömt Druckluft in die unter dem Kolben 2 befindliche Kammer 15. Ist der Druckanstieg im Druckluftschalter beendet, bildet sich am Reaktionskolben 2 ein Gleichgewichtszustand, d. h. die Druckluftkraft von oben plus Reibung kommen ins Kräftegleichgewicht mit der Druckluftkraft von unten plus Kraft der Feder 3. Strömt noch etwas Druckluft in die Kammer 15 unter den Kolben 2, dann bewegt sich der Kolben 2 nach oben und verschließt den Einlaß 8/9. Wird nicht sofort Dichtheit am Einlaßventil 8/9 erzielt, so verstärkt sich mit weiterem Luftüberströmen die von unten wirkende Kraft bis Dichtheit eintritt. Ein hierbei unerwünschtes Öffnen des unteren Auslasses 10/11 kann durch die Wahl eines größeren Auslaßsitzes 11 verhindert werden.

Findet nun im Druckluftbehälter eine Drucksenkung beispielsweise infolge eines Bremsvorganges oder infolge Druckluftverbrauch durch Nebenverbraucher statt, so senkt sich der Druck in Kammer 12 entsprechend, und die auf den Kolben 2 nach oben wirkende Kraft infolge des in der Kammer 15 befindlichen Luftdruckes zusammen mit der Kraft der Feder 3 überwiegt, so daß sich der Kolben 2 nach oben bewegt und das Ventil 10 vom unteren Auslaß 11 abhebt, wobei das Kondensat von dem in Kammer 15 stehenden Luftpolster ins Freie gedrückt wird.

Das erfindungsgemäße automatische Entwässerungsventil erfüllt neben der Aufgabe einer automatischen Entwässerung alle weiteren in der Aufgabenstellung geforderten Eigenschaften. Selbst bei stark verschmutzten und mit öl angereichertem Kondensat sind Funktionsstörungen aufgrund des Selbststeuerungseffektes am Einlaßventil 8/9 nicht zu erwarten und — bei entsprechend großem Auslaßdruckmesser 11 — sind auch hier Störungen aufgrund von Undichtheiten so gut wie unmöglich. Auf den zusätzlichen Einbau eines Filters kann also verzichtet werden. Das in Kammer 15 sich ansammelnde Kondensat wird bereits bei schwachen Drucksenkungen im Behälter ausgeschieden, da der Kolben 2 sich schon beim geringsten Druckabfall in Kammer 12 — durch die Feder 3 unterstützt — nach oben bewegt, wobei der Druck in Kammer 12 oberhalb des Kolbens 2 größer ist als der Druck in Kammer 15 unterhalb des Kolbens 2, womit erreicht werden soll, daß bei verschmutztem und undichten Einlaßsitz 9 der Druck unterhalb des Kolbens 2 weiter ansteigt, bis die nach oben wirkende Kraft erreicht ist, die zur Abdichtung des Ventils 8/9 notwendig ist.

Das feinfühlige Ansprechen wird außerdem nicht durch die Reibung des O-Ringes 16 beeinflußt, da die Bewegung beim vorangegangenen Prozeß — Bewegung des Kolbens 2 nach oben und somit Schließen des Einlaßventils 8/9 — schon gleichsinnig war. Durch die Reibung des O-Ringes 16 wird außerdem eine intensivere Entwässerung bewirkt, da bei Bewegungsumkehrung die Reibung ihren Richtungssinn ändert und somit der Druck in Kammer 15 stärker gesenkt werden muß, damit sich der Kolben 2 wieder nach unten bewegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Automatisch gesteuertes Entwässerungsventil für Druckluftanlagen, insbesondere Druckluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem in einem, einen oben angeordneten Drucklufteinlaß aufweisenden Ventilgehäuse angeordneten, mit Druckluft von oben und unten beaufschiagbarem, das Ventilgehäuse in zwei Druckkammern druckdicht unterteilenden Reaktionskolben, und mit einem eine Verbindung der beiden Druckkammern herstellenden Einlaßventil und mit einem eine Verbindung der unteren Druckkammer mit der Atmosphäre herstellenden Auslaßventil, wobei die Schließteile des Einlaßventils und des Auslaßventils so miteinander verbunden sind, daß bei einer Bewegung des Reaktionskolbens nach oben das Einlaßventil geschlossen und das Auslaßventil geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder (3) zwischen dem Reaktionskolben (2) und der unteren Ventilgehäusewand angeordnet ist, deren Federkraft so groß ist, daß bei Aufwärtsbewegung des Kolbens (2) der Druck in der Kammer (12) über dem Kolben (2) größer ist als der Druck in der Kammer (15) unterhalb des Kolbens (2).