-
Vorrichtung zur Versorgung verschiedener Verbraucher von
-
Unterdruck in einem Kraftfahrzeug.
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Versorgung verschiedener
Verbraucher von Unterdruck in einem Kraftfahrzeug mit dem notwendigen Unterdruck,
mit einer elektromotorisch angetriebenen Unterdruckpumpe, mit einem Unterdruckbehälter,
mit einem Hysteresis-Schalter, der auf unterschiedliche Werte des Unterdrucks anspricht
und mit einem weiteren Schalter, der in Abhängigkeit vom Betrieb eines unterdruckbetriebenen
Hilfsaggregats die Unterdruckpumpe einschaltet. Eine derartige Vorrichtung ist z.
B. aus der DT-AS 26 55 585 bekanntgeworden. Der Hysteresis-Schalter schaltet beispielsweise
bei einem Unterdruck zwischen den Grenzwerten von 0,5 und 0,7 bar die Unterdruckpumpe
ein bzw.
-
aus und. gesorgt damit dafür, daß der Unterdruckspeicher ständig zwischen
diesen beiden Werten gehalten wird. Mit Einschalten eines unterdruckverbrauchenden
Hilfsaggregats, z.
-
B. einer Servobremse, wird über einen weiteren Schalter, z. B. den
Bremslichtschalter, die Unterdruckpumpe ebenfalls eingeschaltet und damit dafür
gesorgt, daß der Unterdruckverbrauch sofort ausgeglichen wird.
-
Es sind ferner pneumatisch gesteuerte Zentralverriegelungen von Türen
und Klappen von Kraftfahrzeugen bekanntgeworden (siehe z. B. DE-OS 27 15 136, DE-OS
27 42 666 und DE-OS 28 26 354), bei denen von einer sogenannten Einschlauch-bzw.
Einkammerausbildung Gebrauch gemacht wird, bei der
eine gleichzeitig
Überdruck und Unterdruck erzeugende Luftpumpe verwendet ist, die über ein entsprechendes
Steuerventil die Einkammerelemente entweder mit Über- oder Unterdruck beaufschlagt
und damit entweder in die offene oder geschlossene Stellung bringt.
-
Für eine derartige pneumatische Zentralverriegelung ist ferner eine
Einrichtung bekanntgeworden (siehe Unterlagen des deutschen Gebrauchsmusters 78
03 462), bei der an einen Ausgang des Steuerventils ein zusätzliches pneumatisches
Stellglied angeschlossen ist, das das Steuerventil verzögert betätigt und dabei
einen Umschalter betätigt, der mit den in den einzelnen abschließbaren Türen angeordneten,
mittels eines Türschlüssels betätigbaren elektrischen Schalter zum Ein- und Ausschalten
der Pumpe nachgeschaltet ist. Das zusätzliche pneumatische Stellglied ist mit einer
einen Schnappeffekt bewirkenden Feder gekuppelt.
-
Es ist ferner der Vorschlag bekanntgeworden (siehe Auto, Motor und
Zubehör, Heft 10/1979, S. 12), in einer Unterdruckanlage eines Kraftfahrzeugs eine
Sicherheitsschaltung vorzusehen, die bei sinkendem Unterdruck dem Bremskraftverstärker
Vorrang vor allen anderen Servogeräten einräumt und beim Start des Motors die volle
Leistung der Unterdruckpumpe ausschließlich auf den Bremskraftverstärker schaltet.
-
Die Erfindung hat zum Ziel, die eingangs genannte Vorrichtung dahingehend
zu verbessern, daß sie pneumatische Zentralverriegelungen der sogenannten Einkammerbauart
versorgen kann und daß sie möglichst klein, leicht und unkompliziert aufgebaut ist.
Erfindungsgemäß ist deshalb bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die
Unterdruckpumpe als gleichzeitig Überdruck liefernde Pumpe ausgebildet, die mit
einer pneumatisch gesteuerten Zentralverriegelung verbunden ist; es ist ferner ein
Vorrangventil vorgesehen, und das Vorrangventil ist mit dem Hysteresis-Schalter
vereinigt. Die Vorrichtung zeigt insbesondere den Vorteil sehr hoher Zuverlässigkeit
und hoher Lebensdauer.
-
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
aus dem weitere Einzelheiten und Vorteile hervorgehen.
-
Figur 1 zeigt das Schema einer derartigen Vorrichtung. Die Figur
2 zeigt die pneumatischen Mittel. Die Figur 3 zeigt das elektrische Schaltbild.
-
Wie Figur 1 zeigt, ist eine pneumatische Pumpe 1, die sowohl Überdruck
als auch Unterdruck erzeugen kann, sowohl über eine Überdruckleitung 2 als auch
über eine Unterdruckleitung 3 mit einem Gerät 4 verbunden, das den mit dem Vorrangventil
vereinigten Hysteresis-Schalter enthält. Das Gerät 4 ist wiederum über eine Überdruckleitung
5 und eine Unterdruckleitung 6 mit einem Steuergerät 7 verbunden, das im wesentlichen
ein Umsteuerventil und einen Umschalter enthält. Das Gerät 4 ist zusätzlich über
eine Unterdruckleitung 8 mit einem Unterdruckbehälter 9 verbunden. Von dem Steuergerät
7 geht eine pneumatische Leitung 10 ab, die sowohl Über- als auch Unterdruck führen
kann und die zu den jeweils als Einkammerelemente ausgebildeten Stellelementen der
Zentralverriegelung führt. Mit dem Unterdruckbehälter 9 ist ferner eine Verzweigungsleitung
11 verbunden, an die andere Unterdruckverbraucher, z. B. Leuchtweiteregler 12, Geschwindigkeitsregler
13, Außenspiegelverstellung 14, Heizungs- bzw.
-
Lüftungsverstellung 16 und eine Drosselklappenbetätigung 17, angeschlossen
sein können. Bei geeigneter Auslegung kann ein gesonderter Unterdruckbehälter 9
entfallen, weil die Leitungen 8, 11 usw. als Unterdruckspeicher ausreichen.
-
Ein elektrischer Steuerschalter 18 ist mit der Klemme +30 verbunden,
d. h. also unmittelbar mit der Kraftfahrzeugbatterie. Der elektrische Steuerschalter
18 besteht im wesentlichen aus einem Umschalter, der z. B. durch den Türschlüssel
des Kraftfahrzeuges betätigt werden kann. Von dem Umschalter abzweigende Leitungen
19 und 20 führen zum Steuergerät 7, das seinerseits über eine Leitung 21 mit der
pneumatischen
Pumpe 1 verbunden ist. Die Leitung 21 ist ferner
über eine Leitung 22 an das Gerät 4 angeschlossen, das ferner über eine Leitung
23 mit der Leitung 19 verbunden ist und das an die Klemme +15 des Kraftfahrzeugs
angeschlossen istt d. h.
-
an den geschalteten Pluspol der Kraftfahrzeugbatterie.
-
In Figur 2 sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Das Gerät 4 enthält das Vorrangventil und den Hysteresis-Schalter. Das Vorrangventil
besteht im wesentlichen aus drei Ventilsitzen 25, 26 und 27 und zwei Ventiltellern
28 und 29, die auf einem gemeinsamen Stößel 31 befestigt sind. Wie in der schematischen
Darstellung der Figur 2 gezeichnet, liegen die Dichtungen der Ventilteller 28 und
29 axial, d. h. in Richtung der Bewegung des Stößels 31, auf den Ventilsitzen auf,
wodurch besonders geringe Kräfte zur Bewegung der Ventilteller nötig werden.
-
An dem Stößel 31 greift der eine Schenkel 32 eines aus den Hebeln
32 und 33 und einer Druckfeder 34 bestehenden Schnappelements an, das andererseits
an einem Stößel 35 angelenkt ist, der mit einer Membrane 36 verbunden ist. Ferner
wirkt auf den Stößel 35 eine Druckfeder 37 ein, so daß dieser (in der Zeichnung)
durch die Druckfeder 37 nach links gedrückt wird, während der auf die Membrane 36
wirkende Außendruck den Stößel 35 nach rechts bewegt, wenn der Unterdruck auf der
Unterdruckseite des Vorrangventils eine gewisse Mindestgröße hat. Mit den Hebeln-
32und 33 ist ferner ein elektrischer Einschalter 38 verbunden.
-
Wird also der Unterdruck in dem über die Leitung 8 angeschlossenen
Unterdruckspeicher durch Verbrauch oder Lecks geschwächt, so gewinnt die Druckfeder
37 das Übergewicht und verschiebt den Stößel 35 nach links, wobei von einem bestimmten
Punkt an die Druckfeder 34 einen Schnappeffekt bewirkt, wodurch gleichzeitig der
Stößel 31 nach links bewegt wird und die Ventilteller 28 und 29 aus der dargestellten
Lage abgehoben werden und der Einschalter 38 geschlossen wird. Da beim Umschnappen
der Ventilteller 29 mit seiner
Dichtung auf den Ventilsitz 26 zu
liegen kommt, wird die Unterdruckseite der Pumpe 1 unmittelbar mit der Leitung 8
verbunden. Der Einschalter 38 kann hierbei unmittelbar zum Einschalten der Motorpumpe
dienen. Nach dem Auffüllen des Unterdrucks gewinnt der von außen auf die Membrane
36 wirkende Druck wieder die oberhand über die Wirkung der Druckfeder 37, und das
System schnappt in die dargestellte Stellung um. Der Ventilteller 29 verschließt
wieder die Unterdruckseite, und der Einschalter 38 schaltet aus.
-
Das Steuergerät 7 besteht im wesentlichen aus einem Steuerventil und
einem damit verbundenen Umschalter, der ebenfalls als Schnappschalter ausgebildet
ist. Das Steuerventil besitzt vier Ventilsitze 40, 41, 42 und 43 und zwei Ventilteller
44 und 45, die auf einem gemeinsamen Stößel 46 befestigt sind.
-
Die Ventilteller sind mit rein in axialer Richtung, d. h. in Richtung
der Stößelbewegung wirkenden, in der Zeichnung schematisch angedeuteten Dichtungen
versehen. Zwischen den Leitungen 5 und 6, d. h. zwischen der Überdruck und der Unterdruckseite,
ist eine Drosselstelle 47 angeordnet, die einen allmählichen Druckausgleich nach
der jeweiligen Schalthandlung gestattet. Die Ventilsitze 40 und 43 dienen im Zusammenwirken
mit den Ventil tellern 44 und 45 zum Verschließen von Öffnungen 48 und 49 zur Außenluft,
während die Ventilsitze 41 und 42 im Zusammenwirken mit den Ventiltellern zum Verschließen
von Öffnungen dienen, die eine Kammer 50 mit der Über- bzw. Unterdruckseite verbinden.
-
Diese Kammer 50 ist ihrerseits wieder mit der Leitung 10 verbunden,
die zu den Einkammerstellelementen der Zentralverriegelung führt.
-
In der Wand der Kammer 50 befindet sich eine Membrane 51, die je nachdem
ob in der Kammer 50 Überdruck oder Unterdruck herrscht, gegenüber dem Außendruck
in der einen oder anderen Richtung bewegt wird. Sie ist mit zwei Hebeln 52 und 53
verbunden, die von ihr entsprechend bewegt werden und die ihrerseits wieder mit
einer Feder 54 versehen sind, die dafür sorgt, daß die Bewegung der Hebel 52 und
53 sich als
Schnappbewegung darstellt. Der Hebel 53 wirkt auf den
Stößel 46 ein. Er schaltet also je nach Über- oder Unterdruck in der Kammer 50 die
Ventilteller 44 und 45 um. Weiter ist mit dem Hebel 52 ein elektrischer Umschalter
55 verbunden, der ebenfalls durch die unter dem Einfluß des Über- oder Unterdrucks
erfolgende Hebelbewegung umgeschaltet wird.
-
Die Geräte 4 und 7 sind in der Zeichnung gemäß Figur 2 getrennt dargestellt.
Sie können aber auch miteinander vereinigt sein. Gegebenenfalls können sie auch
einzeln oder gemeinsam an die Motorpumpe angebaut sein.
-
In Figur 3 ist der elektrische Schaltplan der Vorrichtung dargestellt,
der infolge der pneumatischen Verknüpfungen sehr einfach ausfällt wie sich unmittelbar
aus Figur 3 ergibt. Die Motorpumpe 1, die vereinfacht als Motor dargestellt ist,
ist wie im Kraftfahrzeug üblich einseitig mit Masse verbunden, also mit dem negativen
Pol des Kraftfahrzeugbordnetzes und andererseits über die Leitungen 21 und 22 mit
dem Umschalter 55 des Steuergeräts 7 und mit dem Einschalter 38 des Geräts 4. Der
Umschalter 55 ist mit seinen Umschaltkontakten über zwei Leitungen 19 und 20 mit
dem elektrischen Steuerschalter 18, der ebenfalls ein Umschalter ist, verbunden,
der seinerseits mit der Klemme +30 verbunden ist, d. h. also unmittelbar mit dem
positiven Batteriepol.
-
Der einerseits mit der Motorpumpe 1 über die Leitung 22 verbundene
Einschalter 38 ist auf seiner anderen Seite über eine Diode 56 und die Leitung 23
mit der Leitung 19 verbunden und gleichzeitig über eine weitere Diode 57 mit der
Klemme +15, d. h. also mit dem (über den Zündschalter) geschalteten Pluspol der
Batterie. Der elektrische Steuerschalter 18 kann beispielsweise mit dem Türschlüssel
des Kraftfahrzeugs geschaltet werden, indem er mit dem Türschloß in der Fahrerseite
des Kraftfahrzeugs zusammengebaut ist.
-
Parallel zu ihm kann ein weiterer gleicher Schalter auf der Beifahrerseite
geschaltet sein.
-
Der Geräteaufbau in Figur 2 ist in der Lage dargestellt, in der im
Unterdruckspeicher, der mit der Leitung 8 verbunden ist, ein ausreichender Unterdruck
vorhanden ist und damit der Ventilteller 29 auf dem Ventilsitz 27 aufliegt und der
Einschalter 38 geöffnet ist. Das Steuergerät 7 der Zentralverriegelung befindet
sich in der Bereitschaftsstellung, in der Unterdruck auf die Einkammerstellelemente
gegeben werden kann. Der Schaltplan gemaß Figur 3 ist in der Stellung dargestellt,
in der sich die Schalter bei nicht verschlossenem Kraftfahrzeug befinden.
-
Die Funktion der Vorrichtung ist folgende: Sinkt der Unterdruck in
dem über die Leitung 8 angeschlossenen Unterdruckspeicher ab, so schließt der Einschalter
38, und der Motor 1 läuft an, da er von der Klemme +30 über den Umschalter 18, die
Leitung 19, die Leitung 23, die Diode 56, den eingeschalteten Schalter 38 und die
Leitung 22 mit Strom versorgt wird. Es ist also dafür gesorgt, daß bei nicht abgeschlossenem
Kraftfahrzeug stets genügend Unterdruck für die verschiedenen unterdruckbetätigten
Aggregate zur Verfügung steht, das Kraftfahrzeug also fahrbereit ist. Umgekehrt
ist bei verschlossenem Kraftfahrzeug, also bei in der anderen, nicht dargestellten
Lage befindlichem Umschalter 18 der Stromfluß auf diesem Wege ausgeschlossen. Bei
verschlossenem Kraftfahrzeug, also bei geparktem Kraftfahrzeug, werden Druckverluste
nicht ausgeglichen, und es wird ein unnötiges Einschalten der Motorpumpe verhindert.
-
Bei fahrendem Kraftfahrzeug, also bei eingeschaltetem Zündschalter,
wird dann, wenn infolge Verbrauch oder Lecks der Unterdruck abgebaut wird und demzufolge
der Schalter 38 einschaltet, die Motorpumpe unmittelbar über die Klemme +15, die
Diode 57, den Schalter 38 und die Leitung 22 mit Strom versorgt, unabhängig von
der Stellung des Schalters 18. Bei geparktem Wagen, also bei abgezogenem Zündschlüssel,
ist dieser zweite Weg dagegen unterbrochen.
-
Da das Vorrangventil mit dem Hysteresis-Schalter verbunden ist, wird
jeweils beim Einschalten des Einschalters 38 auch der Ventilteller 29 auf den Ventilsitz
26 bewegt und damit dafür gesorgt, daß die Motorpumpe 1 mit ihrer Unterdruckseite
über die Leitungen 3 und 8 mit dem Unterdruckspeicher verbunden ist, wodurch sowohl
pneumatisch als auch elektrisch ein Vorrang für den Unterdruckspeicher im Falle
der eingeschalteten Zündung oder des nicht abgeschlossenen Kraftfahrzeugs geschaffen
ist.
-
Die Überdruckseite der Motorpumpe 1 ist in diesem Fall über die Leitungen
2 und 5 mit dem Auslaß 48 verbunden, über den der Überdruck an die Außenluft abgeleitet
wird. Schaltet der Hysteresis-Schalter die Motorpumpe 1 ab, so kehren alle Teile
in die in Figur 2 dargestellte Lage zurück. Die Leitung 8 ist durch den Ventilteller
29 und den Ventilsitz 27 wieder gegenüber dem Pumpensystem verschlossen, und der
Einschalter 38 ist im ausgeschalteten Zustand.
-
Wird im Schaltplan gemäß Figur 3 der Umschalter 18 umgeschaltet, z.
B. durch das Verschließen bzw. Verriegeln der Fahrertür des Kraftfahrzeugs, so wird
der Motor 1 von der Klemme +30 her über den Umschalter 18, die Leitung 20, den Umschalter
55 und die Leitung 21 mit Strom versorgt und läuft an, um sämtliche Türen und Klappen
des Kraftfahrzeugs, die an die Zentralverriegelung angeschlossen sind, pneumatisch
zu verschließen. Grundsätzlich kann das Verschließen entweder durch Überdruck oder
durch Unterdruck geschehen und das Entriegeln dann durch die umgekehrte Druckart.
Im vorliegenden Fall sei angenommen, daß das Verriegeln durch Unterdruck geschehen
soll, wofür dann die in Figur 2 dargestellte Stellung des Steuergeräts 7 geeignet
ist. Mit dem Anlaufen der Motorpumpe wird aus der zu den Stellelementen führenden
Leitung 10 über die Kammer 50, die Leitung 6 und die Leitung 3 Druck abgesaugt und
damit ein Unterdruck erzeugt, während der Überdruck über die Leitungen 2 und 5 zum
Auslaß 48 geht. Zunächst schalten die Stellelemente unter dem Einfluß des Unterdrucks
um und verriegeln damit das Fahrzeug, worauf etwas verzögert
(z.
B durch die kleinere Fläche der Membrane 51, verglichen mit den Membranen der Stellelemente)
das Schnappsystem 51.
-
52, 53 und 54 umschaltet. Nach dem Verriegelungsvorgang wird damit
der Umschalter 55 umgeschaltet und damit von der Leitung 20 getrennt, worauf die
Motorpumpe stehenbleibt. Gleichzeitig mit dem Umschalten des Umschalters 55 wird
der Ventilstößel 46 betätigt, wodurch der Auslaß 48 verschlossen und der Auslaß
49 geöffnet sowie die Kammer 50 statt mit der Un-.
-
terdruckseite nunmehr mit der Überdruckseite verbunden wird.
-
Über den Auslaß 49, die Leitungen 6 und 3 sowie die stillstehende
Pumpe 1, die Leitungen 2 und 5 und die Kammer 50 strömt nunmehr Außenluft zu den
Stellelementen, die mit der Leitung 10 verbunden sind, und diese bleiben in der
durch die Unterdruck bewirkten Stellung stehen. In dieser Stellung bleibt ein Einschalten
des Schalters 38 wirkungslos, da wie zuvor gesagt dieser Schalter sowohl durch den
Zündschlüssel (+15) als auch durch den in die nicht dargestellte Lage gebrachten
Umschalter 18 von der Stromversorgung abgetrennt ist.
-
Wird nunmehr der Umschalter 18 wieder in die dargestellte Lage zurückbewegt,
so läuft sofort die Motorpumpe 1 an, da sich der Umschalter 55 des Steuergeräts
7 in seiner anderen Schaltstellung befindet. Beim Anlaufen der Motorpumpe 1 wird
über den Auslaß 49 und die Leitungen 6 und 3 Luft angesaugt und auf der Überdruckseite
Überdruck erzeugt, der über die Leitungen 2 und 5 in die Kammer 50 und damit über
die Leitung 10 zu den Stellelementen gelangt und diese wiederum umschaltet und damit
das Kraftfahrzeug entriegelt. Wiederum etwas verzögert reagiert die Membrane 51
auf den Überdruck und schaltet das Schnappsystem 52, 53 und 54 um, wodurch sich
wieder die in Figur 2 dargestellte Lage ergibt, der Umschalter 55 also wieder zurückgeschaltet
und die Motorpumpe stillgesetzt ist und die Ventilteller 44 und 45 die dargestellte
Lage einnehmen, wodurch der Überdruck sich über die Leitungen 6 und3, die Motorpumpe
1, die Leitungen 2 und 5 und den Auslaß 48 abbauen kann, wobei die Stellelemente
in der durch den Überdruck verbrachten Lage bleiben.
-
Obgleich die einzelnen Geräte infolge ihres verhältnismäßig einfachen
Aufbaues sehr zuverlässig arbeiten und von hoher Lebensdauer sind, erscheint es
zweckmäßig, eine Sicherung für den Fall vorzusehen, daß der aus den Teilen 51 bis
55 bestehende Schalter nicht umschaltet und demzufolge die Motorpumpe eingeschaltet
bleibt. Hierfür wird vorteilhafterweise ein einfaches Zeitschaltglied in dem elektrischen
Stromkreis vorgesehen, das die Einschaltdauer der Pumpe begrenzt. In diesem Fall
wird die notwendige Belüftung der Stellelemente über die zwischen den Leitungen
5 und 6 angeordnete Drosselstelle 47. bewirkt. Normalerweise ist der Druckausgleich
über die Drosselstelle 47 zu langsam im Vergleich mit der üblichen Belüftung und
wirkt sich deshalb nicht aus.
-
Wird die Motorpumpe 1 über den Schalter 38 eingeschaltet, während
sich die Ventilteller 44 und 45 in der entgegengesetzten Lage zu der dargestellten
befinden, so wird der Unterdruck aus dem mit der Leitung 8 verbundenen Unterdruckspeicher
über die Leitung 3 zur Pumpe abgesogen, während der Überdruck über die Leitung 2
an dem abgehobenen Ventil-.
-
teller 28 vorbei durch die Leitung 6 und den Auslaß 49 an die Außenluft
abgegeben wird. Das aus den Teilen 25 bis 31 bestehende Vorrangventil bewirkt also
auch, daß der hub er druck in jedem Fall entfernt wird, wenn der Unterdruckspeicher
über die Leitung 8 evakuiert wird.
-
Wesentlich ist die Vereinigung des Hysteresis-Schalters mit dem Vorrangventil,
wodurch sowohl dafür gesorgt ist, daß während der Fahrt des Kraftfahrzeugs die lebenswichtigen
Unterdruckaggregate ständig mit dem notwendigen Unterdruck versorgt werden und andererseits
dafür, daß über eine verhsltnismaßig einfache elektrische Verlglüpfung die Möglichkeit
besteht, ein unnötiges Einschalten der Motorpumpe zu verhindern und der Zentralverriegelung
den notwendigen Unter- und Überdruck zuzuführen.
-
Als besonders zweckmäßig erweist sich die Verwendung von axial wirkenden
Dichtungen sowohl beim Vorraiuventil als auch beim Steuerventil in der Zentralverriegelung;
im Gegensatz zu bekannten Steuerventilen, die radiale Dichtungen aufweisen, muß
deshalb bei Umschalten keine Reibung an den Dichtkörpern überwunden werden. Eine
indifferente Lage des Ventils ist damit so tut wie ausgeschlossen.