DE2646259A1

DE2646259A1 - Druckluftreiniger

Info

Publication number: DE2646259A1
Application number: DE19762646259
Authority: DE
Inventors: Johann Langmaier; Helmut Scholz; Hans Unger
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Daimler Benz AG
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH; Daimler Benz AG
Priority date: 1976-10-13
Filing date: 1976-10-13
Publication date: 1978-04-27
Also published as: GB1591513A; DE2646259B2; IT1112067B; FR2367523A1; DE2646259C3

Description

KNORR-BREMSE GMBH München, den 24.9.1976

Au 7-ho

München

Druckluftreiniger

Die Erfindung betrifft einen Druckluftreiniger, insbesondere für Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem Filtertopf und einer darin angeordneten Filterpatrone, welche die Druckluft auf ihrem Weg von einem Einlass- zu einem Auslasstutzen durchströmt und weiterhin

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einer federbelasteten Ventileinrichtung, welche bei Erhöhung des StömungswiderStandes der Filterpatrone über einen bestimmten Wert hinaus Einlaß- und Auslaßstutzen kurzschließt.

Es ist bereits ein in eine Rohrleitung einschaltbarer Druckluftreiniger mit einer zylinderförmigen Filterpatrone bekannt, durch welche die Druckluft in radialer Richtung hindurchströmen muß. Der Innenraum der Filterpatrone ist dabei mit dem Auslaßstutzen und ein um die Filterpatrone herum bestehender Ringraum mit dem Einlaßstutzen für die Druckluft verbunden. Die Filterpatrone weist einen als Schließkörper ausgebildeten Ringflansch auf, der von einer Feder: gegen einen Ventilsitz gepreßt wird. Bei einer starken Verschmutzung der Filterpatrone und einem damit verbundenen Druckanstieg in dem Ringraum um die Filterpatrone herum und über der Filterpatrone wird diese gegen die Kraft der sie belastenden Feder von dem Ventilsitz abgehoben und Einlaßstutzen und Auslaßstutzen kurzgeschlossen. Ein Nachteil des bekannten Druckluftreinigers ist darin zu sehen, daß er infolge seines Aufbaus nur kleine Baugrößen erlaubt und seine Filterkapazität dadurch begrenzt ist. Eine weitere Begrenzung der Filterkapazität ergibt sich daraus, daß der Filter lediglich radial, also mit kurzen Filterwegen, durchströmt werden muß (OS 2 108 092).

Es ist ein weiterer Druckluftreiniger bekannt, der mit einem Wasserabscheider kombiniert ist, wobei die Druckluft zunächst in einen Ringraum zwischen einem äußeren und einem inneren Filtertopf eingeleitet wird, in welchem durch von beiden Topfen auskragende Ringfortsätze ein die Druckluft kühlender und die Kondensatausscheidung fördernder Labyrinthweg gebildet ist. Das Kondensat läuft in dem Filtertopf nach unten und kann durch ein am Boden des Filtertopfes angeordnetes

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Entwässerungsventil entnommen werden. Die Druckluft strömt im Inneren der Filtertöpfe nach oben und passiert auf ihrem Weg zum Auslaßstutzen eine Filterpatrone ebenfalls nur in radialer Richtung. Am Boden der Filterpatrone ist ein federbelastetes Plattenventil angeordnet, das bei Überschreiten eines bestimmten Grenzdruckes im Filtertopf öffnet und eine Umgehung der Filterpatrone ermöglicht. Der Druckluftreinigerjist verhältnismäßig kompliziert aufgebaut und besteht aus vielen Einzelteilen. Die Filterkapazität ist wiederum relativ klein, da die zylindrische Patrone in radialer Richtung durchströmt wird. Die Kühl- und Kondensatausscheidwirkung des Labyrinthweges ist gering. Weiterhin ist es als nachteilig anzusehen, daß das den Boden der Filterpatrone verschließende Plattenventil erst bei starker Verschmutzung des Filters öffnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckluftreiniger der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der bei einfachem Aufbau einerseits ein verbessertes FiIter-,Kühl- und Kondensatausscheidvermögen gegenüber bekannten Erzeugnissen aufweist und andererseits bereits bei geringer Verschmutzung des Filters zuverlässig öffnet und damit den Druckabfall in der Rohrleitung in kalkulierbaren Grenzen hält.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Filtertopf ein inneres Gefäß so angeordnet ist, daß zwischen der Innenwand des Filtertopfes und der Außenwand des inneren Gefäßes ein Ringspalt verbleibt, welcher von der Filterpatrone ausgefüllt wird, die von der zu reinigenden Druckluft axial durchströmt wird, und daß im stromabseitigen Bereich des inneren Gefäßes radiale öffnungen für einen Durchtritt der Druckluft angeordnet sind und das innere Gefäß von einer sich am Boden des

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Filtertopf abstützenden Feder gegen einen am Auslaßstutzen angeordneten und in den Filtertopf hineinragenden Ventilsitz gedruckt wird und daß weiterhin das innere Gefäß im Bereich des Ventilsitzes eine Durchgangsbohrung aufweist. Mit einem derart aufgebauten Druckluftreiniger wird ein hoher Filterwirkungsgrad erreicht, da die Filterpatrone nicht radial, sondern axial auf großer Länge durchströmt werden muß. Hierbei ergibt die intensive Berührung zwischen der durchströmenden Luft und dem seinerseits durch Anlage an der Außenwand des Filtertopfes gut gekühlten Filtergewebe eine gute Kühlung und damit Kondensatausscheidung der Luft. Dabei reicht bereits ein geringer Überdruck, z.B. 0,5 tar aus, um Einlaß- und Auslaßstutzen kurzzuschließen.

Es ist von Vorteil, wenn der Filtertopf und das innere Gefäß zylindrisch und koaxial zueinander angeordnet sind. Es ergibt sich dadurch ein besonders einfacher Aufbau.

Vorzugsweise ist dabei der Auslaßstutzen zentral im Deckel des Filtertopfes und der Einlaßstutzen zu diesem radial versetzt angeordnet. Durch diese Haßnahme wird eine gleichmäßige Führung und Belastung der Einzelteile erreicht.

Um eine gleichmäßige Verteilung der Druckluft im Ringraum über der Filterpatrone sicherzustellen, können vorzugsweise seitliche Schlitze im Einlaßstutzen angeordnet werden.

Um ein zuverlässige Trennung etwa in der Filterpatrone abgeschiedener Kon^densattröpfchen von der Luft zu erreichen, können die Merkmale vorgesehen sein, daß das innere Gefäß ein glockenartiges Seil und einen in die-

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ses verrastet eingesetzten Boden aufweist, der eine geschlossene, zum Hand hin abfallende Bodenfläche und an deren Rand über den Umfang gleichmäßig verteilt mit Abstand zueinander angeordnete, aufwärts ragende und an ihrem oberen Ende mit dem unteren Sand des glockenartigen Teiles verbundene Ansätze trägt. Durch diese Gestaltung fließt sich im glockenartigen Teil abscheidendes Kondensat über den Rand der gewölbten Bodenfläche in den unteren Teil des JPiltertopfes ab und die durchströmende Luft kann kein dort angesammeltes Kondensat in das glockenartige Teil und durch das innere Gefäß zum Auslaßstutzen mitreißen.

Hach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Boden mit den Ansätzen am glockenartigen Teil eingeknüpft. Damit wird vor allem eine fertigungstechnische Vereinfachung erzielt.

Zur Verbesserung der Stabilität besteht das innere Gefäß aus Kunststoff und sind die Ansätze des Bodens und das glockenartige Teil durch. Rippen versteift.

Eine besonders gute Kondensat aus scheidung bei einfachem Aufbau ergibt sich durch Aufprägen eines Dralles auf die das glockenförmige Teil durchströmende Luft dadurch, daß das innere Gefäß aus Kunststoff besteht und daß der Boden auf seiner Bodenfläche von den Ansätzen ausgehende, spiralige Luftführungsstege trägt· Das Kondensat wird hierbei durch Zentrifugalwirkung an die Wand des glockenförmigen Teiles geschleudert und fließt wie bereits erwähnt von dort ab«

Pur eine besonders gute Wärmeableitung kann die Filterpatrone aus Ketaligestrick bestehen.

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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Filtertopf vertikal angeordnet und am unteren Ende mit einem Entwässerungsventil versehen sein.

TJm zu vermeiden, daß das innere Gefäß bei verstopfter Filterpatrone zu weit aus seiner ITormallage entfernt wird, ist vorzugsweise das innere Gefäß durch Anschläge am FiItertopf nur eine bestimmte Strecke axial verschiebbar.

Nachfolgend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten. Zeichnung beispielsweise beschrieben. Diese zeigt mit

Fig. 1 einen schematischen, in der Achse abgewinkelt verlaufenden Querschnitt durch einen Druckluftreiniger, und

Fig. 2 eine Aufsicht auf einen Boden in bevorzugter Ausgestaltung. Die Linie I-I deutet den Winkel des Schnittverlaufes der Fig. 1 an.

Der Druckluftreiniger besteht nach Fig. 1 aus einem Filtertopf 1, der mit einem Deckel 2 luftdicht verschlossen ist. Zentral im Deckel 2 ist eine öffnung 4 angeordnet, von der aus sich ein Kragen in den Filtertopf hinein erstreckt, deren unterer Hand als Ventilsitz 6 ausgebildet ist. Die öffnung 4 kann beispielsweise mit Innengewinde versehen sein, in das in bekannter Weise ein strichpunktiert angedeuteter Auslaßstutzen 8 eingeschraubt ist. Heben der Öffnung 4 ist eine weitere öffnung 10 im Dekkel vorgesehen, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Sackloch ausgebildet ist, aus dem seitliche Schlitze 12 in den Raum unter dem Deckel 2 führen. Öffnung 10 kann in gleicher Weise wie Öffnung 4 mit einem Innengewinde versehen sein, in das ein strichpunktiert angedeuteter Einlaßstutzen 14 eingeschraubt ist·

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Koaxial zum Filtertopf 1 ist in diesem ein inneres Gefäß 16 angeordnet. Der Außendurchmesser des Gefäßes 16 ist kleiner als die lichte Weite des Hltertopfes 1, so daß zwischen Gefäß 16 und JEPiltertopf 1 ein Bingraum gebildet wird, der von einer Filterpatrone 18, vorzugsweise in Form eines Metallgestricks vollständig ausgefüllt wird.

Die Oberseite des Gefäßes 16 ist leicht nach außen gewölbt und so ausgebildet, daß sie am Ventilsitz 6 zur Anlage kommen kann. Innerhalb der Berührungslinie der Oberseite des Gefäßes 16 mit dem Ventilsitz 8 befindet sich im Gefäß 16 eine Auslaßöffnung 20. Zwischen dem Deckel 2 und der Oberfläche des Gefäßes 16 bleibt ein Raum 22 frei, welcher der gleichmäßigen Verteilung der durch die Schlitze 12 einströmenden Druckluft dient. Das Gefäß 16 ist aus einem oberen, glockenförmigen Teil 16' und einen in dieses verrastet eingesetzten Boden 28 zusammengesetzt. Der Boden 28 weist eine geschlossene, zu ihrem Rand hin abfallende Bodenfläche 28' auf, von deren Rand über den Umfang gleichmäßig verteilt mit Abstand zueinander stehende Ansätze 29 aufragen. Die Ansätze 29 tragen den unteren Rand des Teiles 16' untergreifende Vorsprünge 29' und sind mit ihrem oberen Ende mittels einander hintergreifender Vorsprünge 29" in das Teil 16' eingeknüpft.

Im unteren Bereich der zylindrischen Wandung des Gefäßes 16 sind durch die Zwischenräume zwischen den Ansätzen radiale Durchbrechungen 24 gebildet, welche einen radialen Durchtritt der Druckluft nach Durchströmen des Metallgestrickes 18 ins Innere des Gefäßes 16 ermöglichen.

Das Gefäß 16 kann aus einem beliebigen Material, aber vorzugsweise aus Kunsstoff bestehen und im Inneren im

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Bereich des Teiles 16' mit Versteifungsrippen 26 sowie am Boden 28 mit dessen Ansätze 29 stützenden Versteifungsrippen 26' versehen sein.

Der Boden 28 wird von unten durch eine Spiraldruckfeder 30 belastet, die sich andererseits auf dem Boden des Filtertopfes 1 abstützt. Durch die Kraft der Feder 30 wird das gesamte innere Gefäß 16 nach oben geschoben, so daß seine Oberseite am Ventilsitz 6 zur Anlage kommt und den Raum 22 vom Auslaßstutzen 8 bzw. der Auslaßöffnung 4 absperrt. Der einzig mögliche Weg für die Druckluft führt bei dieser Stellung des inneren Gefäßes 16 durch die Filterpatrone 18 und die radialen Durchbrechungen 24 ins Innere des Gefäßes 16 und von da durch die öffnungen 20 und 4 in den Auslaßstutzen 8.

Am Boden des Filtertopfes 1 befindet sich eine Auslaßöffnung 32, in die ein strichpunktiert angedeutetes Entwässerungsventil 34 eingeschraubt ist.

Die Wirkungsweise des Druckluftreinigers ist wie folgt:

Die durch den Einlaßstutzen 14 einströmende Druckluft wird mittels der Schlitze 12 gleichmäßig im Raum 22 verteilt und dringt von oben her in axialer Richtung in die Filterpatrone 18 in Form eines HetaligeStricks ein. Die Druckluft durchströmt die gesamte Länge der Filterpatrone und wird dabei infolge des langen Filterweges gut gereinigt. Gleichzeitig wird das in der Druckluft in kleinen Tröpfchen vorhandene Kondensat von der Druckluft getrennt. Die Druckluft wird auch gut gekühlt, so daß eine intensive Kondensatausscheidung erfolgt. Die Wärme wird vom Metallgestrick der Filterpatrone unmittelbar auf die Außenwand des Filtertopfes 1 und damit rasch zur Atmosphäre abgeleitet. Das Wasser fließt infolge seiner Schwerkraft aus der Filterpatrone nach unten, sammelt sich im Boden des Filtertopfes 1 und wird über das Entwässerungs-

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ventil J4 zur Atmosphäre ausgeschieden. Infolge der Bodenfläche 28' muß die Luft durch die Durchbrechungen 24· strömen und kann kein am unteren Teil des Filtertopfes angesammeltes Wasser mit in das Gefäß 16 reißen.

Venn nun infolge einer verschmutzten Filterpatrone 18 der Durchströmwiderstand der Filterpackung anwächst und damit auch der Druck im Raum 22, was ebenfalls bei niedrigen Außentemperaturen der Fall sein kann, wenn das in der Filterpackung befindliche Wasser gefriert, wird auf die Oberseite des Gefäßes ein entsprechender Druck ausgeübt. Da die druckbeaufschlagte Fläche sehr groß ist, reicht schon ein geringer tiberdruck von ca. 0,5 bar auf die Oberseite des Gefäßes 16 aus, um dieses gegen die Kraft der Druckfeder 30 nach unten zu drücken'. Dadurch wird Einlaßstutzen 14 und Auslaßstutzen 8 kurzgeschlossen, wie der Zeichnung ohne weiteres zu entnehmen ist, und damit gegebenenfalls die Weiterversorgung eines Druckluftverbrauchers gewährleistet.

Der beschriebene Druckluftreiniger weist also einen hervorragenden Filterwirkungsgrad auf, da die Filterpatrone nicht radial, sondern axial durchströmt werden muß, wobei sich zugleich eine gute Kühlung und damit Kondensatausscheidung ergibt. Weiterhin wird bereits bei geringem Strömungswiderstand des Filters dieses überbrückt, so daß es zu keinem wesentlichen Druckverlust kommen kann, der von der Verbraucherseite Jaer äußerst unerwünscht wäre.

Es ist möglichs den Filtertopf 1 außen mit Kühlrippen zu versehen.

ETach Fig. 2 ist es auch möglich, nach Weglassen der Versteifungsrippen 26 und 26' den Boden 28 mit Luftführungsstegen 36 zu versehen, die auf der Bodenfläche 28' stehen und von den Ansätzen 29 aus spiralig nach innen führen. Diese Luftführungsstege 36 prägen der durch die Durch-

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brechungen 24 in das Gefäß 16 einströmenden Luft einen Drall auf, durch welchen restliches Kondensat durch Zentrifugalwirkung an die Innenwand des Teiles 16' geschleudert wird und von dort nach unten ablaufen kann.

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Claims

- 1380 Patentansprüche

1. Druckluftreiniger, insbesondere für Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem Filtertopf und einer darin angeordneten Filterpatrone, welche die Druckluft auf ihrem Weg von einem Einlasszu einem Auslasstutzen durchströmt, und einer federbelasteten Ventileinrichtung, welche bei Erhöhung des Strömungswiderstandes der Filterpatrone über einen bestimmten Wert hinaus Einlass- und Auslasstutzen kurzschliesst, dadurch gekennzeichnet , dass im Filtertopf (1) ein inneres Gefäss (16) so angeordnet ist, dass zwischen der Innenwand des Filtertopfes (1) und der Aussenwand des inneren Gefässes (16) ein Ringspalt verbleibt, welcher von der Filterpatrone (18) ausgefüllt wird, die von der zu reinigenden Druckluft axial durchströmt wird^, und dass im stromabseitigen Bereich des inneren Gefässes (1 ö^/t^nungen (24) für einen Durchtritt der Druckluft angeordnet sind und das innere Gefäss (16) von einer sich am Boden des Filtertopfes (1) abstützenden Feder (30) gegen einen am Auslassstutzen (8) angeordneten und in den Filtertopf (1) hineinragenden Ventilsitz (6) gedrückt wird und dass weiterhin das innere Gefäss (16) im Bereich des Ventilsitzes (6) eine Durchgangsbohrung (20) aufweist.

2. Druckluftreiniger nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass Filtertopf (1) und inneres

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Gefäß (16) zylindrisch und koaxial zueinander angeordnet sind.

3· Druckluftreiniger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Auslaßstutzen (8) zentral im Deckel (2) des ELltertopfes (1) und der Einlaßstutzen (14·) zu diesem radial versetzt angeordnet ist.

4. Druckluftreiniger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5> gekennzeichnet durch seitliche Schlitze (12) im Einlaßstutzen (10,14).

5· Druckluftreiniger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekenzeichn e t, daß das innere Gefäß (16) ein glockenartiges Teil (16¹) und einen in dieses verrastet eingesetzten Boden (28) aufweist, der eine geschlossene,zum Rand hin abfallende Bodenfläche (28¹) und an deren Hand über den Umfang gleichmäßig verteilt mit Abstand zueinander angeordnete, aufwärts ragende, und an ihrem oberen Ende mit dem unteren Rand des glockenartigen Teiles (16^M) verbundene Ansätze (29) trägt.

6. Druckluftreiniger nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (28) mit den Ansätzen (29) am glockenartigen Teil 16' eingeknüpft ist.

7· Druckluftreiniger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gefäß (16) aus Kunststoff besteht und daß die Ansätze (29) des Bodens (28) und das glockenartige Teil (16¹O durch Rippen (26) versteift sind.

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8· Druckluftreiniger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 Ms 6, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gefäß (16) aus Kunststoff besteht und daß der Boden (28) auf seiner Bodenfläche (28*) von den Ansätzen (29) ausgehende, spiralige Luftführungsstege (36) trägt.

9· Druckluftreiniger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterpatrone (18) aus Metallstrick besteht.

10. Druckluftreiniger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mltertopf (1) vertikal angeordnet ist und am Boden = mit einem Entwässerungsventil (34-) versehen ist.

11. Druckluftreiniger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 Ms 10, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gefäß (16) durch Anschläge am ELltertopf (1) nur eine begrenzte Strecke axial verschieblich ist.

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