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Selbsttätige is'rostschutzeiorichQung für Druckluftanlagen,
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insbesondere in Druckluftanlagen von Kraftfahrzeugen Die Erfindung
bezieht sich auf eine selbsttätige Brostschutzeinrichtung für Druckluftanlagen entsprechend
der im Oberbegriff des Hauptanspruches angegebenen Gattung.
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In Druckluftanlagen wird die in der Ansaugluft enthaltene Feuchtigkeit
durch den Druck teilweise kondensiert und in Form von Wasser in den Leitungen der
Anlage niedergeschlagen. Um die bei Ninustemperaturen bestehende Gefahr der Eisbildung
in den Anlagen durch Gefrieren und das damit verbundene Schließen der Düsen oder
gegebenenfalls Zerstörungen zu verhindern, werden an geeigneter Stelle dem-Druckluftstrom
Frostschutzmittel zugeführt.
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Die bekannten Einrichtungen zur Zuführung des flüssigen Frostschutzmittels
weisen unterschiedliche Wirkungsweisen auf, je nachdem, ob die Einrichtungen in
eine Leitungsverbindung der Anlage eingeschaltet wird, die sowohl in der Last-wie
Leerlaufphase des Kompressora stets unter Druck steht oder die wechselnden Drücken
zwischen Atmosphärendruck und hohem Druck ausgesetzt ist.
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Eine bekannte Einrichtung der eingangs genarirten Art, die in Leitungen
mit wechselnden Drücken - entsprecherld der Last- oder Leerlaufphase des Kompressors
- e-ingeschaltet ist, zeigt die DT-OS 2 401 677. Bei Einbau der Yrostschutzeinrichtung
vor dem Druckregler bewirkt Atmosphärendruck in der Einbauleitung ein Öffnen des
Einlaßventiles für nachströmendes Frostschutzmittel aus einem Vorratßbehälter in
eine Zwischenkammer, während bei Kompressordruck in dieser Leitung das Einlaßventil
schließt und das in der Verbindung von der Zwischenkammer zu einer eine Ausspritzdüse
aufweisenden Kammer eingeschaltete Auslaßventil öffnet, von wo es unter dem in der
Zwischenkammer und in der letztgenannten Kammer herrschenden Kompressordruck in
die Druckleitung gespritzt wird.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel nach der genannten bekannten
Druckschrift ist die Frostschutz einrichtung nach dem Druckregler, 3.h. in einen
Leitungsabschnitt,der einen bestimmten Druckwert nicht unterschreitet und daher
zur Steuerung des Ein und Auslaßventiles nicht herangezogen wird, eingeschaltet.
Hier sorgt ein am Druckregler abgenommener und über eine besondere Leitung der Einrichtung
zugeleiteter Steuerdruck für ein Schließen des Einlaßventiles für nachströmendes
Frostschutzmittel, während des Auslaßventil offen@ und die aus der Kammer zum Einspritzen
gebrachte schutzmittelmenge gleichzeitig ergänzt. Nimmt der Steuerdruck den Wert
Null an, so öffnet das Einlaßventil
für das nachströmende itrostschutzmittel
die Verbindung für weiteres Nacht'ließen von Frostschutzmittel zur Druckleitung
jedoch wird unterbunden.
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Um die Frostschutzeinrichtung an beliebige, durch Einbauverhältnisse
bedingte Stellen in die Druckluftanlage einzubauen, mußten bei der bekannten Einrichtung
(DT-OS 2 401 677) unterschiedliche konstruktive Ausführungsformen geschaffen werden.
Die unterschiedlichen Ausführungsformen betreffen sowohl im inneren des Gehäuses
verlaufende Kanäle sowie die Ausbildung einer Durchströmleitung für die Druckluft
mit oder ohne düsenartige Verengung.
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Es sind brostschutzeinrichtungen der eingangs genannten Art bekannt"
bei denen die Möglichkeit einer Bemessung der Frostschutzmittelfördermenge geregelt
ist. Wenn diese Anlagen jedoch auf Sommerbetrieb geschaltet werden - Fördermenge
-Null - arbeitet deren Ventilkolben weiter, so daß ständig besondere Maßnahmen vorgenommen
werden müssen, damit der Kolben nicht trocken läuft und einer Zerstörung ausgesetzt
wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Frostschutzeinrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit nur einer Ausführungsform an allen
beliebigen Einbaustellen einer ') S Ic kl uf tver sorgung sanl ag e für D ruckluftbremsanlagen
von Kraftfahrzeugen einsetzbar ist, keine Düsen und engen
Verbindungskanäle
aufweist und deren Abschaltvorrichtung einen nicht mit Verschleiß behafteten Somme.rbetrieb
gestattet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der in bekannter
Weise unter dem Druck in der Druckluftleitung gegen die Kraft einer Feder in Schließstellung
der ersten Absperreinrichtung beaufschlagbare Ventilkolben eine in Öffnungsrichtung
der ersten Absperreinrichtung vom Druck in einer Steuerdruekleitung unterstützt
von der Kraft einer Feder entgegen dem Druck in der Druckluftleitung beaufschlagbare
Fläche aufweist und daß durch das bei Verschieben das Ventilkolbene in Scbließrichtung
der ersten Absperreinrichtung durch Teile des Ventilkolbens das im Frostschutzmittelzulauf
in bekannter Weise unter Druck gesetzte Frostschutzmittel eine am Ende einer durch
den Ventilkolben verlaufenden Bohrung nahe dem Auslauf angeordnote zweite Absperreinrichtung
in Öffnungsrichtung beaufschlagbar ist.
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Als vorteilhaft wird hierbei eine Ausbildung des Gegenstandes der
Erfindung angesehen, bei der die zweite Absperreinrichtung nn einer Ausnehmung am
unteren Ende des Ventilkolbens,in (ter die Bohrung mündet, ausgebildet ist, wobei
die Bohrungsmündung von einer auf einem Ventilkörper sitzenden Dichtung unter der
Kraft einer gegen eine nahe den Auslauf der Ausnehmung abgestützten Feder verschließbar
ist.
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Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist aus den Unteransprüchen
ersichtlich.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung im
folgenden näher erläutert.
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Bs zeigen: Fi. 1 einen Längsschnitt durch eine Frostschutzeinrichtung
nach der Erfindung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Einzelheit der Frostschutzeinrichtung
nach Fig. 1, Fig. 3 einen Bedienungshebel mit Rastkerben der Fro st schutzeinrichtung
nach Fig. 1 in Seitenansicht, und Fig. 4 eine Einzelheit der Rastkerben nach Fig.
3 in Draufsicht.
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Ein Gehäuse 2 der Brostschutzeinrichtung nach Fig. 1 weist in seinem
unteren Teil einen Durchströikanal 4 auf, der durch je einen Anschluß 6 bzw. 8 in
die Druckluftleitung eingeschaltet wird. Ein am oberen Teil des Gehäuses 2 gelegener
Anschluß 10 für einen Frostschutzmittelvorratsbehälfte (nicht dargestellt) ist durch
eine im Gehäuse ausgebildete Längsbohrung 12, mit unterschiedlichen Durchmessern,
mit
dem Durchströmkanal 4 verbunden. Die Längsbohrung 12 enthält einen Ringlichen, verschieblichen
Ventilkolben 14, dessen in einem den größten Durchmesser der Längsbohrung 12 besitzenden
Abschnitt 15 liegender Kolbenteil 14' einerseits vom Druck im Durchströmkanal 4
und aniererseit;s über einen Steueranschluß 16 von einem Steuerdruck S in einem
Raum 17 beaufschlagbar ist Der Raum 17 @ ist durch eine Dichtung 1«. gegen den Durchströmkanal,
durch eine Dichtung 20 gegen einen Frostmittelzulauf 24, 26, 28 und durch eine Dichtung
22 gegen Atmosphäre abgedichtet. DurCtl eine an der oberen Begrenzung des Raumes
17 abgestützten Feder 30, die unter Spannung an einer ringförmigen Beaufsci1 agungsfläche
32 des Ventilkolbens 14 anliegt, wird letzterer durch eine obere Anschlagfläche
34 einer im Ventilkolben 14 ausgebildeten Aussparung 36 an einem gehäusefesten Zapfen
38 in Ruhestellung gehalten.
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Die Längsbohrung 12 ist durch eine gegen die Atmosphäre abgedichtete
Gehäusekappe 40 mit Innengewinde 41 abgedeckt.
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Eine zentrische zylinderförmige Durchgangsbohrung 42 in dieser Kappe
bildet mit ihrer nach filmen gerichteten Mündung 44 mit dem oberen, freien, kegelstumpfförmigen
Ende des Ventilkolbens 14 ein erstes Absperrventil 44/46, dessen Öffnungsquerschnitt
einem Ringspalt 50 gleicht. Der zum Schließen der Durchgangsbohrung 42 dienende
zylindrische @@ des Absperrventiles 46 weist eine Dichtung 52
auf.
Die Gehäusekappe 40 ist in axialer Richtung verstellbar, Mo daß der Durchtrittsquerschnitt
des Ringspaltes 50 veränderbar ist.
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Das untere Ende des Ventilkolbens 14 und der Kolbenteil 14' weisen
eine Ausnehmung 54 auf, in deren oberen, verjüngten Abschnitt der durch die Mitte
des Ventilkolbens 14 verlaufende Frostschutzmittelzulauf 24, 26, 28 mündet und deren
Uebergang zum verjüngten Abschnitt einen Ventil sitz 56 darstellt, der mit einem
Ventilkörper 58, welcher durch einen apfen 60 gesichert einen Dichtring 62 trägt,
ein durch eine Schraubenfeder ,4 in Schließrichtung gehaltenes zweites Absperrventil
56, 58 bildet. Die Schraubenfeder 64 ist gegen eine an der Öffnung der Ausnehmung
54 gehaltene, eine Auslaßöffnung 66 aufweisende Ringscheibe 68 abgestützt.
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Das tlehatlse X trägt einen mit seiner Längsachse senkrecht zur Achse
des Ventilkolbens 14 stehenden Gehäuseansatz 70, dessen Bohrung eine mittels eines
Bedienungshebels 74 drehbare Betättgungswelle 76 aufnimmt. Das kolbenseitige Ende
der Betätigungswelle 76 trägt ein Anschlagstück 78, welches in einem zweite seitliche
Aussparung 80 des Ventikolbens 14 greift. Die unten liegende, senkrecht zur Achse
des Ventilkolbens liegende Fläche der Aussparung 80 im Ventilkolben ist als hubbegrenzende
Anschlagstelle 82 ausgebildet. Das Anschlagstück 78 weist am Umfang zwei
unterschiedlich
starke Flachstellen 84 und 86 auf, die annähernd gegenüberliegend angeordnet si.nd
und zwischen den sich Jeweils eine Stelle mit unvermindertem Durchmesser des Anschlagstückes
befindet.
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Am aus dem Gehauseansatz 70 herausstehenden Ende der Betätigungswelle
7b ist der Bedienungshebel 74 angesetzt.
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Eine Feder 87 und Tellerfeder 88 ist derart an der Offnung 90 des
Gehäuseansatzes 70 und der Welle 76 abgestützt, daß sie die Betätigungswelle 76
und damit den Bedienungshebel 74 unter ständige Spannung in Richtung Aussparung
80 versetzt und hiermit die Stellung des Bedienungshebels 74 in einer von drei in
der die Öffnung 90 umfassenden, stirnförmigen Ringfläche 92 eingearbeiteten Kerben
94, 96 und 98 sichert. Die Lage der Kerben 94 und 98 ist je einer der Flachstellen
84 bzw. 86, die der Kerbe 96 der zwischen den Flachstellen liegenden Stelle unverminderten
Durchmessers am Unfang des Anschlagstückes 78 zugeordnet.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Frostschutzeinrichtung wird
im folgenden an zwei Einbaubeispielen näher beschrieben.
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Beim ersten Einbaubeispiel wird die Frostschutzeinrichtung mittels
der beiden Anschlüsse 6 und 8 in die Verbindungsleitung vom Kompressor zu einen
Druckregler eingeschaltet.
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Ist die Verbindungsleitung drucklos, so nimmt die Frost-
Schutzeinrichtung
die in der Fig. 1 dargestellte Stellung ein, wobei die Yeaer 30 den Ventilkolben
14 mit der Anschlagfläche 34 am Zapfen 38 in seiner unteren Endstellung hält. Hierbei
ist aas Absperrventil 44, 46 geöffnet und der Ringspalt 50 weist einen Öffnungsquerschnitt
auf1 der von der Stellung der verschraubbaren Gehäusekappe 40 abhängig ist. Der
Frostschutzmittelzulauf 24, 26, 28 ist restlos gefüllt, da der Ventilkolben 14 während
dem seiner jetzigen Stellung vorhergehenden Niederfahren bis zum Öffnen des Absperrventiles
44, 46 einen geringen Unterdruck in den Raumen des Zulaufes 24, 26 erzeugt hat.
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Der Bedienungshebel 74 ist vor Inbetriebnahme der Einrichtung aus
der dargestellten Stellung, - Hebel 74 in Rastkerbe 96, in welcher das Anschlagstück
78 mit seiner Stelle unverminderten Durchmessers den Ventilkolben 14 blockiert -,
in eine der Rastkerben 98 oder 94 umgelegt.
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Beginnt der Kompressor zu fördern, so steigt der Druck in der Verbindungsleitung
zum Druckregler und damit auch in dem Durchströmkanal 4. Der Kolbenteil 14' wird
an seiner unteren Fläche beaui'schlagt und nach oben geschoben. Der Hub des Ventilkolbens
14 wird durch eine der eingestellten Flachstellen .44 oder 86 des Anschlagstückes
78 begrenzt.
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In jedem Fall ist der zurückgelegte Hub ausreichend, um nicht nur
das hperrventil 44, 46 zu schließen, sondern
auch im Vrostschutzmittel
zulauf 24, 26, 2 einen Druck auf das Frostschutzmittel auszuüben, um das zweite
Absperrventil 56, 58 entgegen der Kraft der Schraubenfeder 64 zu öffnen.
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Entsprechend der Verkleinerung des mit clem Bezugszeichen 24 bezeichneten
Raumes des Frostschutzmittelzulaufes 24, 26, 28 nach dem Schließen des Absperrventiles
46, 44 ist die Menge des durch das geöffnete Absperrventil 56, 58 gelangenden Frostschutzmittels.
Verbleibt der Ventilkolben 14 unter Druck in einer durch die gewählte Flachstelle
84 oder 86 oberen Endstellung, so schließt sich das Absperrventil 56, 58. Nachdem
sich der Druck im Raum 24 während der geöffneten Stellung des letzteren hat abbauen
können.
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Wird der Durchströmkanal 4 infolge Abschalten des Kompressors drucklos,
schiebt die Feder 30 den Ventilkolben 14 bis zum Anschlag am Zapfen 38 nach unten
und durch das sich öffnende Absperrventil 46, 44 wird der Frostschutzmittelzulauf
24, 26 und 28 aus dem Frostschutzbehälter (Anschluß 10) aufgefüllt.
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Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Einbaustelle der Prostschutzeinri
chtung zwischen dem Druckregler und dem Druckluftverbraucher oder z.B. vor dem Vorratsbehälter
gelegen. In diesem Fall liegen die Anschlüsse 6 und 8 auch in tler Leitung vom Regler
zum Verbraucher.
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Vom Anschluß 16 der Frostschutzeinrichtung besteht jedoch eine zusätzliche
Steuerleitung zum Druckregler.
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Bei einem solchen Einbau der Frostschutzeinrichtung tritt im Durchströmkanal
4 wctt£rend des Betriebs der Anlage keine wesentliche Druckabsenkung unter den Druck
auf,bei welchem der Druckregler den Kompressor in Leerlauf schaltet. Infolgedessen
steht der Koltenteil 14' des Ventilkolbens 14 stets unter einer Druckbeaufschlagung,
die den Ventilkolben 14 in seiner oberen Stellung - Anlage von Anschlagstelle 89
- an einer der Flachstellen 84 oder 86 -hält und wobei das Absperrventil 46, 44
geschlossen ist.
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Erst beim Umschalten des Kompressors in Lastphase durch den Druckregler
gelangt über die Steuerdruckleitung und den Anschluß 16 ib den Raum 17 ein die Anlage
und Beaufschlagungsfläche -.c beaufschlagender Druck. Vereint mit der Kraft der
Feder 30 vermag dieser Steuerdruck S den Ventilkolben 14 nach unten zu schieben
und damit das erste Absperrventil 46, 44 zu öffnen; der Frostschutzmittelzulauf
24, 26 und 28 wird aufgefüllt.
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Bekanntlich ist lastphase eines Kompressors wesentlich kürzer las
seine @eerlaufphase, so daß die Einwirkung des Steuer@@@@es S nur von kurzer Dauer
ist. Die daher nach Kurzer mit wieder einsetzende Leerlaufphase unterbricht die
Beaufschlagung des Kolbenteiles 14' mit
Steuerdruck und führt mit
dem anschließenden nach oben gerichteten Hub des Ventilkolbens 14, durch den im
Durchströmkanal 4 herrschenden Druck, zum Durchtritt von Frostschutzmittel durch
das sich kurzzeitig unter Frostschutzmitteldruck öffnende zweite Absperrventil 56,
58. Die hierbei das zweite Absperrventil passierende Frostschutzmittelmenge ist
genau, wie beim ersten Einbaubeispiel beschrieben, bemessen.
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Der die Betätigungswelle 76 mit dem Anschlagstück 78 betätigende Hebel
74 hat die Aufgabe durch die Begrenzung des aufwärts gerichteten Hubes des Ventilkolbens
14 die an den Durchströmkanal 4 abgegebene Menge des Frostschutzmittels entsprechend
zu bemessen. Steht der Bedienungshebel 74, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, in der
Xastkerbe 96, so ist der Ventilkolben 14 unverrückbar blockiert.
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Diese Raststellung des IIebels 74 dient zur Stillegung der Frostschutzeinrichtung
bei Sommerbetrieb und schützt vor einen unnötigen mit Verschleiß verbundenen Ansprechen
des Kolbens.
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Ist der llet)el 74 in die Rastkerbe 94 umgelegt, wirkt die Flachstclle
84 und Kolbenhub und Fördermenge sind groß; hingegen die Rastkerbe 98 mit der Flachstelle
86 eine- gering(>re Fördermenge zur Folge hat.