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Die Erfindung bezieht sich auf einen Lufttrockner für
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von einem Kompressor aufladbare, einen Druckluftvorratsbehälter aufweisende
Druckluftanlagen, insbesondere Druckluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem
einen Eingangs- und einen Ausgangsanschluß für Luft und ein über einen Druckregler
zwischen einem Einschalt- und einem Abschaltdruck gesteuerten Auslaßventil mit Schaltkolben
aufweisenden Gehäuse, in dem vor dem Ausgangsanschluß für Luft ein Filter und ein
mit regenerierbarem Trocknungsmittel gefüllter Behälter vorgesehen sind, wobei das
Trocknungsmittel in der gesamten Leerlaufphase durch Rückströmung von getrockneter
Luft in einer Rückströmleitung zwischen Druckluftvorratsbehälter und dem Auslaßventil
regeneriert wird.
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Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-AS 19 47 550 bekannt. Hierbei
wird das Auslaßventil für Kondensat und Luft in der Leerlaufphase von einem gesteuerten
Rückschlagventil gebildet, welches in einer Steuerkammer von einem Druckregler angesteuert
wird. Zwischen Eingangsanschluß und Ausgangsanschluß des Lufttrockners ist ein Filter
und ein mit regenerierbarem Trocknungsmittel gefüllter Behälter vorgesehen. Im Bereich
des Ausgangsanschlusses ist ein Rückschlagventil vorgesehen, über das hinweg eine
Leitung zum Füllen des Druckluftvorratsbehälters führt. Der Ventilkörper des Rückschlagventiles
ist mit einer Drossel durchsetzt, die also dem Rückschlagventil parallelgeschaltet
ist, damit in der Leerlaufphase getrocknete Luft aus dem Druckluftvorratsbehälter
rückwärts in einer Rückströmleitung über das Trocknungsmittel geleitet wird, hier
Feuchtigkeit aufnimmt und über das geöffnete Auslaßventil in die Atmosphäre transportiert
wird.
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Diese Regeneierungsphase wird über das vom Steuerteil des
Druckreglers
gesteuerte Auslaßventil an dem Lufttrockner beeinflußt bzw. beendet, so daß die
Regenerierungsphase über die gesamte Leerlaufphase anhält. Die Regenerierungsphase
wird mit Einschalten der Lastlaufphase beendet. Um bei abgestelltem Fahrzeug eine
Entlüftung des Druckluftvorratsbehälters bis auf Atmosphärendruck zu vermeiden,
ist in der Leitung zwischen dem Kompressor und dem Lufttrockner im Bereich des Eingangsanschlusses
ein die Rückströmung zum Kompressor verhinderndes Rückschlagventil angeordnet. Dieses
Rückschlagventil bringt aber den Nachteil mit sich, daß auch der Lufttrockner bei
abgestelltem Fahrzeug unter einem Druck steht, der dem Einschaltdruck des Druckreglers
entspricht. Um beispielsweise das Luftfilter und/oder das Trocknungsmittel in dem
Lufttrockner auszutauschen, ist es erforderlich, die gesamte Anlage zuvor zu entlüften.
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Eine ähnliche Vorrichtung ist aus dem DBGM 80 08 352 bekannt, bei
der jedoch eine pneumatische Verzögerungseinrichtung in der Rückströmleitung zwischen
Druckluftvorratsbehälter und Auslaßventil des Lufttrockners eingeschaltet ist, die
zeitabhängig eine gewisse Menge getrockneter Druckluft aus dem Druckluftvorrksbehälter
in der Regenerierungsphase über das Trocknungsmittel rückwärts strömen und über
das geöffnete Auslaßventil in die Atmosphäre gelangen läßt.
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Bei dieser Vorrichtung wird also in der Regel nur ein Teil der Leerlaufphase
für die Regenerierungsphase verwendet, so daß hier ein Lufttrockner nicht-periodischer
Betriebsweise vorgesehen ist. Im Bereich des Eingangsanschlusses des Lufttrockners,
an welchem also die von dem Kompressor herangeführte Fülleitung endet, ist hier
kein Rückschlagventil vorgesehen, so daß beispielsweise bei abgestelltem Fahrzeug
eine Entspannung des das Trocknungsmittel enthaltenden Raumes auf Atmosphärendruck
stattfindet, gleichgültig, ob das
Auslaßventil geschlossen oder
geöftnet ist. Dies be -deutet, daß der Lufttrockner bei abgestelltem Fahrzeug drucklos
ist und damit das Trocknungsmittel gefahrlos ausgetauscht werden kann, ohne die
gesamte Anlage vorher zu entlüften. Nachteilig ist, daß für die Regenerierungsphase
jedoch nur ein bestimmter Teil der Leerlaufphase zur Verfügung steht, der bei bestimmten
Betriebszuständen sehr klein werden kann. Wird beispielsweise nach einer Lastlaufphase
durch heftiges Bremsen relativ viel getrocknete Druckluft verbraucht, so sinkt der
Druck in dem Vorratsbehälter bereits ohne die Berücksichtigung der Rückströmung
während der gleichzeitigen Regenerierungsphase relativ schnell ab, so daß durchaus
mit dem Zeitglied eine Druckabsenkung im Druckluftvorratsbehälter bis unter einen
unter dem Einschaltdruck des Druckreglers liegenden Druck möglich erschiene, wenn
nicht der Zweipunktregler des Druckreglers, also der Steuerteil des Druckreglers,
über das gesteuerte Auslaßventil auch hier ihre Regenerierungsphase beenden würde,
die in einem solchen Fall dann möglicherweise zu kurz ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lufttrockner der eingangs
beschriebenen Art mit seinem Vorteil, daß zur Regeneration die gesamte Füllmenge
der vorangehenden Lastlaufphase, sofern Druckluft nicht anderweitig verbraucht wird,
zur Verfügung steht, beizubehalten und trotzdem den Lufttrockner so weiterzubilden,
daß es bei abgeschaltetem Kompressor für einen Filterwechsel oder einen Wechsel
des Trocknungsmittels nicht erforderlich wird, die gesamte Druckluftanlage vorher
zu entlüften.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dX die Rückströmleitung
über das Einaßventil des Druckreglers geführt ist. Die Rückströmleitung, über die
Druckluft aus dem Druckluftvorratsbehälter
während der Regenerierungsphase
zurückströmt, wird also von dem Einlaßventil des Druckreglers kontrolliert, d.h.
die Regenerierungsphase wird über das Einlaßventil des Druckreglers gesteuert, also
über einen Teil des Druckreglers, der ohnehin schon vorhanden ist. Da das Einlaßventil
des Druckreglers über den Schaltkolben auch gleichzeitig das Auslaßventil des Lufttrockners
steuert, wird der Innenraum des Lufttrockners, in welchem das Trocknungsmittel angeordnet
ist, in der Regenerierungsphase und damit in der Leerlaufphase entlüftet. Am Ende
der Leerlaufphase wird immer die Lastlaufphase durch Schließen des Einlaßventiles
eingeschaltet, und zwar gleichgültig, ob der Kompressor läuft oder nicht.
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Mit dem Schließen des Einlaßventiles des Druckreglers wird im Druckluftvorratsbehälter
der Einschaltdruck des Druckreglers abgefangen, so daß sich der Druckluftvorratsbehälter
auch bei länger abgestelltem Fahrzeug nicht auf den Atmosphärendruck entspannen
kann. Ein Filterwechsel im Lufttrockner ist aber gefahrlos jederzeit möglich.
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Im Strömungsweg zwischen dem Einlaßventil des Druckreglers und dem
über den Schaltkolben gesteuerten Auslaßventil kann eine Drossel vorgesehen sein,
um die getrocknete Druckluft während der Regenerierungsphase vergleichsweise langsam
nach rückwärts über das Trocknungsmittel strömen zu lassen und damit auch eine niedrige
Schaltfrequenz zu erreichen.
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Es ist auch möglich, an dieser Stelle im Strömungsweg nicht nur eine
Drossel, sondern zusätzlich noch ein Rückschlagventil in Reihe vorzusehen, wobei
es gleichgültig ist, in welcher Reihenfolge Rückschlagventil und Drossel in Reihe
geschaltet sind. Durch ein solches Rückschlagventil wird verhindert, daß während
der Lastlaufphase eine Teilmenge Druckluft über das geöffnete Auslaßventil des Steuerkolbens
des Druckreglers in die Atmosphäre gelangt.
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Zwischen der Drossel und dem mit Trocknungsmittel gefüllten Behälter
kann ein Druckraum vorgesehen sein, der andererseits von einem Rückschlagventil
begrenzt ist. Es handelt sich bei dem Rückschlagventil um das normalerweise in der
Leitung zum Druckluftvorratsbehälter vorgesehene Rückschlagventil. Durch die Anordnung
dieses Druckraumes wird die Möglichkeit geschaffen, beim öffnen des Auslaßventiles
des Lufttrockners diesen Druckraum und damit auch den Innenraum des Lufttrockners,
in dem das Trocknungsmittel sich befindet, schlagartig zu entspannen, um auf diese
Art und Weise an dem Filter und/oder dem Trocknungsmittel tropfenförmig anhaftende
Feuchtigkeit abzulösen und über das geöffnete Auslaßventil in die Atmosphäre abzuführen.
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Dem Filter und dem das Trocknungsmittel enthaltenden Behälter ist
eine Wasserabscheidestrecke vorgeschaltet, die zwecks Temperaturerniedrigung der
Luft bei konstantem Druck mit Kühlrippen versehen ist. Diese vorherige Wasserabscheidung
vor dem mit Trocknungsmittel gefüllten Behälter ist wesentlich, um das Trocknungsmittel
mit möglichst wenig Feuchtigkeit zu belasten, um auf diese Weise sicherzustellen,
daß eine ausreichende Regenerierung während der Regenerierungsphase stattfindet.
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Die Wasserabscheidestrecke kann bewegliche Prallflächen aufweisen,
die der Wasserabscheidung förderlich sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt,
und zwar zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Lufttrockner mit integriertem
Druckregler in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 einen Ausschnitt
aus dem mittleren Teil eines Lufttrockners in einer zweiten Ausführungsform und
Fig. 3 einen Lufttrockner mit separat angeschlossenem Druckregler.
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Der in Fig. 1 dargestellte Lufttrockner besitzt ein mehrteiliges Gehäuse
1 mit einem Eingangsanschluß 2, an dem sich eine Leitung 3 von einem Kompressor
4 befindet. Im unteren Teil des Gehäuses 1 ist eine Wasserabscheidestrecke 5 mit
Prallflächen 6 vorgesehen, an denen eine Wasserausscheidung erfolgt. Dieses Wasser
sammelt sich im unteren Bereich des Gehäuses 1. Dort ist ein Auslaßventil 7, 8,
bestehend aus einem Ventilkörper 7 und einem Rand 8 eines Einsatzes oder des Gehäuses
gebildet. Der Ventilkörper 7 wird durch einen Schaltkolben 9 betätigt, dessen Schaltraum
10 in bekannter Weise durch einen Steuerkolben 11 eines Druckreglers 12 mit Druckluft
beschickt wird. Der Druckregler 12 besitzt einen Doppelventilkörper 13, der mit
einem Vorsprung 14 an dem Steuerkolben 11 ein Auslaßventil 13, 14 und mit einem
Rand 15 einer hohlen Stange 16 ein Einlaßventil 13, 15 bildet. In dem Innenraum
17 des Gehäuses 1 oberhalb des Auslaßventiles 7, 8 ist in Durchströmrichtung zunächst
ein Filter 18 und dann ein Trocknungsmittel 19 enthaltender Behälter 20 untergebracht.
Der Behälter 20 sitzt auf einem Bund der Stange 16 dichtend auf und wird über eine
Feder 21 angepreßt. Wenn der Filter 18 und das Trocknungsmittel 19 so stark verschmutzt
sind, daß ein Luftdurchgang nicht mehr möglich ist, hebt der Behälter 20 gegen die
Kraft der Feder 21 ab, so daß über eine Umgehungsleitung die Befüllung des Druckluftvorratsbehälters
möglich ist. Oberhalb des Behälters 20 ist im Innenraum 17 ein Druckraum 22 geschaffen,
der eine gewisse Größe besitzen soll, damit sein
Volumen beim Umschalten
von der Lastlaufphase in die Leerlaufphase schnell über das öffene Auslaßventil
7, 8 expandieren und damit schlagartig durch das Trocknungsmittel 19 und den Filter
18 strömen kann. Der Druckraum 22 führt über ein Rückschlagventil 23 einerseits
zu einem Raum 24 unterhalb des Steuerkolbens 11 und andcPrseits zu einem Ausgangsanschluß
25, von dem eine Leitung 26 zu einem Druckluftvorratsbehälter 27 führt.
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Zwischen dem Einlaßventil 13, 15 des Druckreglers 12 und dem Auslaßventil
7, 8, das über den Schaltkolben 9 geschaltet wird, ist im Innenraum 17 oberhalb
des Behälters 20 ein Rückschlagventil 30 mit einem Ventilkörper 28 vorgesehen. Der
Ventilkörper 28 kann hier aus eine Gummiring bestehen. Bei der Ausführungsform gemäß
Fig. 3 besitzt das Rückschlagventil 30 noch eine gesonderte Feder 29, die relativ
schwach bemessen bzw. vorgespannt ist. Auf jeden Fall ist die Kraft der Feder 29
sehr viel niedriger als es dem Einschaltdruck des Druckreglers entspricht. Vor oder
hinter dem Rückschlagventil 30 ist eine Düse 31 vorgesehen. Der Ventilkörper 28
arbeitet mit einem Sitz 32 zusammen. Von dem Druckluftvorratsbehälter 27 führt eine
Rückströmleitung bis zu dem Auslaßventil 7, 8, die bei den Ausführungsbeispielen
der Fig.
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1 und 2 aus der Leitung 26, dem Ausgangsanschluß 25, dem Raum 24 und
über das Einlaßventil 13, 15, den Druckraum 22 durch den Behälter 20 und den Innenraum
17 über das geöffnete Auslaßventil 7, 8 in die Atmosphäre führt. Bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 3 ist der Druckregler 12 nicht in dem Lufttrockner integriert, so daß
über einen Anschluß 35 eine Steuerleitung 36 zu dem Druckregler 12 führt, von dem
dann eine Leitung 37 über ein Mehrkreisschutzventil 38 zu dem Druckluftvorratsbehälter
27 vorgesehen ist. über diese Teile ist dann die Rückströmleitung 33 geführt bzw.
aus diesen Teilen gebildet. Der Druckraum 22 erstreckt sich hier bis zu dem Rückschlagventil
23, welches im Druckregler 12 angeordnet
ist. Auch hier kann getrocknete
Druckluft aus dem Druckluftvorratsbehälter 27 über die RückströrSitung 33 in der
Regenerierungsphase nur so lange strömen, wie das Einlaßventil des Druckreglers
12 geöffnet ist, also nur während der Leerlaufphase.
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Die Funktionsweise des Lufttrockners sei anhand des Ausführungsbeispieles
der Fig. 1 erläutert. Bei laufendem Kompressor 4 wird in der Lastlaufphase Druckluft
in den Vorratsbehälter 27 geschickt, und zwar über die Leitung 3, den Eingangsanschluß
2 in den Innenraum 17 des Gehäuses 1 des Lufttrockners, wobei an den Prallflächen
6 der Wasserabscheidestrecke 5 Wasser abgeschieden wird. Die Temperatur der Luft
wird mit Hilfe der Kühlrippen 34 hierbei vergleichsweise erniedrigt. Die Luft strömt
entsprechend den angegebenen Pfeilen bei geschlossenem Auslaßventil 7, 8 durch den
das Trocknungsmittel 19 enthaltenden Behälter 20 und über das sich öffnende Rückschlagventil
23 und den Ausgangsanschluß 25 über die Leitung 26 in den Druckluftvorratsbehälter.
Gleichzeitig steht diese Druckluft unter dem Steuerkolben 11 an, so daß dieser entsprechend
dem Abschaltdruck des Druckreglers 12 bei Erreichen dieses Druckes derart betätigt
wird, daß das Auslaßventil 13, 14 geschlossen und das Einlaßventil 13, 12 geöffnet
wird. Infolge dessen gelangt Druckluft auch in den Schaltraum 10 und damit auf den
Schaltkolben 9, der das Auslaßventil 7, 8 öffnet. Die Leerlaufphase beginnt. Der
Innenraum 17 und vor allen Dingen der Raum 22 wird schlagartig entspannt und das
sich im unteren Bereich des Gehäuses 1 gesammelte Wasser über das geöffnete Auslaßventil
7, 8 ausgetrieben. Über das geöffnete Einlaßventil 13, 15 strömt getrocknete Druckluft
aus dem Druckluftvorratsbehälter 27 über die Rückströmleitung 33, das Rückschlagventil
30 und die Drosseln 31 über das Trocknungsmittel 19, wobei diese Luft Feuchtigkeit
aufnimmt und damit das Trocknungsmittel 19 regeneriert. Diese Regenerierungsphase
hält
für die gesamte Dauer der Leerlaufphase an.
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Erst wenn die Leerlaufphase durch Schließen des Einlaßventiles 13,
15 und öffnen des Auslaßventiles 13, 14 beendet wird, wobei gleichzeitig das Auslaßventil
7, 8 schließt, endet auch die Regenerierung, so daß wieder auf die Lastlaufphase
umgeschaltet wird. Es handelt sich somit um eine periodisch arbeitende Vorrichtung,
bei der aber der Innenraum 17 bei abgestelltem Fahrzeug auf jeden Fall unter Atmosphärendruck
gerät, so daß der Filter 18 und/oder das Trocknungsmittel 19 gefahrlos ausgetauscht
werden können, ohne daß zuvor der Druckluftvorratsbehälter 27 entlüftet werden muß.
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Bezugszeichenliste: Gehäuse 2 = Eingangsanschluß 3 = Leitung 4 = Kompressor
5 = Wasserabscheidestrecke 6 = Prallflächen 7 = Ventilkörper 8 = Rand 9 = Schaltkolben
10 = Schaltraum 11 = Steuerkolben 12 = Druckregler 13 = Doppelventilkörper 14 =
Vorsprung 15 = Rand 16 = Stange 17 = Innenraum 18 = Filter 19 = Trocknungsmittel
20 = Behälter 21 = Feder 22 = Druckraum 23 = Rückschlagventil 24 = Raum 25 = Ausgangsanschluß
26 = Leitung 27 = Druckluftvorratsbehälter 28 = Ventilkörper 29 = Feder 30 = Rückschlagventil
31 = Düse 32 = Sitz 33 = Rückströmleitung 34 = Kühlrippen 35 = Anschluß 36 = Steuerleitung
37 = Leitung 38 = Mehrkreisschutzventil
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