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Mehrkammer-Lufttrockner in Druckluftanlagen
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Die Erfindung betrifft einen Mehrkainmer-Lufttrockner in Druckluftanlagen,
insbesondere einen Zweikammer-Lufttrockner in Fahrzeug-Druckluftbremsanlagen gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Mehrkammer-Lufttrockner der vorstehend genannten Art, deren Einbau
in Fahrzeug-Druckluftbremsanlagen vorgesehen sind, werden von der Firma WABCO Westinghouse
Fahrzeugbremsen GmbH, Hannover, unter der Gerätenummer 432 406 gefertigt. Die Steuerung
dieses Lufttrockners zwischen "Trocknen" und "Entfeuchtung" arbeitet staudruckabhängig,
so daß die Funktion von einer bestimmten
Luftfördermenge abhängig
ist. Bei dem bekannten Lufttrockner ist es möglich, daß sich wegen einer Verschmutzung
die Reibung zwischen den beweglichen Ventilgliedern und am Ventilkolben erhöht.
Wenn sich gleichzeitig nur ein niedriger Staudruck ausbildet, ist es möglich, daß
sich eine Zwischenstellung der Ventile ergeben könnte, so daß die geförderte Druckluft
statt in den Vorratsbehälter ins Freie strömen kann. In einem solchen Fall wird
der vorgeschriebene Vorratsbehälterdruck nur mit einer Zeitverzögerung erreicht.
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Da ein Zusammentreffen der erwähnten negativen Faktoren nicht mit
voller Sicherheit ausgeschlossen werden kann, ist es Aufgabe der Erfindung, einen
Mehrkammer-Lufttrockner zu schaffen, dessen Schaltung von der Höhe des Staudruckes,
von der Reibung der Ventilglieder und vom Verschmutzungsgrad weitgehend unabhängig
ist.
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Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgefUhrte Erfindung
gelöst.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Ventilkörper der beiden
mit den Filterkammern verbundenen 3/2-Wegeventile, indem getrennte Verbindungen
der beiden Ventilkörper mit dem Schaltkolben geschaffen wurden, mu# zwangsläufig
bei dem einen der beiden 3/2-Wegeventile das die Verbindung zwischen dem Verdichter
und einem der beiden Filterkammern herstellende Einlaßventil erst geschlossen sein,
ehe das ins Freie entlUftende Auslaßventil öffnet, während gleichzeitig in umgekehrter
Weise bei den anderen der beiden 3/2-Wegeventile das ins Freie entlüftende Auslaßventil
erst geschlossen sein muß, ehe das die Verbindung zwischen dem Verdichter und den
anderen der beiden Filterkammern herstellende Einlaßventil öffnet.
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Somit-ist völlig sichergestellt, daß selbst beim Zusammentreffen aller
erwähnten negativen Faktoren, eine zwischen dem "Einlaß" und dem "Auslaß'@ der Ventile
liegende Stellung unmöglich ist, so daß in Jedem Fall die Gewähr dafür besteht,
daß eine Auffüllung der Vorratsbehälter mit Druckluft und eine Entwässerung der
Anlage stattfindet.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Die Zeichnung stellt einen Zweikammer-Lufttrockner dar, welcher zwischen
einen Verdichter und einen oder mehrere Vorratsbehälter einer Druckluftanlage geschaltet
ist.
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In zwei parallel geschalteten Filterkammern 1, 2 befinden sich Filterelemente
3, 4, welche der in nicht dargestellte Vorratsbehälter geführten Druckluft Feuchtigkeit
entziehen. Zwecks wechselseitiger Beaufschlagung und Entlüftung (Entfeuchtung) der
Filterelemente 3, 4 sind zwei 3/2-Wegeventile 5, 6 vorgesehen, wobei ein Anschluß
la der ersten Filterkammer 1 über ein#e Verbindung 7 mit einem Anschluß 5a des ersten
3/2-Wegeventils 5 und ein Anschluß 2a der zweiten Filterkammer 2 über eine Verbindung
8 mit einem Anschluß 6a des zweiten 3/2-Wegeventils 6 verbunden ist. -AnschlUsse
lb und 2b der ersten Filterkammer 1 und der zweiten Filterkammer 2 stehen über eine
Leitung 9 mit dem Vorratsbehälter der Druckluftanlage in Verbindung.
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Das erste 3/2-Wegeventil 5 besteht aus einem ersten Ventil 10, 11
und aus einem zweiten Ventil 12, 13, wobei getrennte bewegliche Ventilkörper 10,
12 mit getrennten gehäusefesten Ventilsitzen ii, 13 die beiden Ventile 10, 11 und
12, 13 bilden. Das erste Ventil 10, 11 stellt in Offenstellung eine Verbindung zwischen
einer von einem nicht dargestellten Verdichter beaufschlagbaren Einlaßkammer 14
Uber eine erste Gehäusekammer 15 des ersten 3/2-Wegeventils 5, dessen Anschluß 5a,
die Verbindung 7 u#nd den Anschluß la mit der ersten Filterkammer 1 her. Das zweite
Ventil 12, 13 ermöglicht in Offenstellung eine Verbindung zwischen der ersten Gehäusekammer
15 und einer zweiten Gehäusekammer 16 des ersten 3/2-Wegeventils 5, so daß die erste
Filterkammer 1 Uber deren Anschluß la, die Verbindung 7, den Anschluß 5a, die erste
Gehäusekammer 15, das zweite Ventil 12, 13, die zweite Gehäusekammer 16 und eine
Öffnung 17 mit der Atmosphäre verbindbar ist.
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Aus gleichen Bauteilen bestehen das erste und zweite Ventil des zweiten
3/2-Wegeventils 6, wobei die beweg lichen Ventilkörper mit dem Bezugszeichen 18,
20 und die beiden gehäusefesten Ventilsitze mit dem Bezugszeichen 19, 21 versehen
sind, so daß das erste offene Ventil 18, 19 die Einlaßkammer 14 Uber eine erste
Gehäusekammer 22 des zweiten 3/2-Wegeventils 6, deren Anschluß 6a, die Verbindung
8 und den Anschluß 2a mit der zweiten Filterkammer 2 verbindet und mittels des zweiten
offenen Ventils 20, 21 eine Verbindung zwischen der ersten Gehäusekammer 22 und
einer zweiten Gehäusekammer 23 des zweiten 3/2-Wegeventils 6 herstellbar ist, so
daß die zweite Filterkammer 2 über den Anschluß 2a, die Verbindung 8, den Anschluß
6a, die erste Gehåusekammer 22, das zweite Ventil 20, 21, die zweite Gehäusekammer
23 und eine Öffnung 24 mit der Atmosphäre verbindbar ist.
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Zur Betätigung der Ventile 10, 11 und 12, 13 des ersten 3/2-Wegeventils
5 ist ein Schaltkolben 25 vorgesehen, dessen Hubbewegung über getrennte Verbindungselemente
auf den Jeweiligen beweglichen Ventilkörper 10, 12 übertragen wird.
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Das Verbindungselement zwischen dem Schaltkolben 25 und dem Ventilkörper
10 des ersten Ventils 10, 11 besteht aus einer vorgespannten Feder 26, während das
Verbindungselement zwischen dem Schaltkolben 25 und dem Ventilkörper 12 des zweiten
Ventils 12, 13 aus einem Anschlag 27 des Ventilkörpers 12 besteht. Eine Feder 41
beaufschlagt den Ventilkörper 12 in Schließstellung des zweiten Ventils 12, 13.
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Gleiche Betätigungs- und Verbindungselemente sind auf das- zweite
3/2-Wegeventil 6 übertragbar, wobei der Schaltkolben mit dem Bezugszeichen 28, die
Feder mit dem Bezugszeichen 29, der Anschlag mit dem Bezugszeichen 30 und die die
Schließstellung des zweiten Ventils 20, 21 vorspannende Feder mit dem Index 42 gekennzeichnet
sind.
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Die zur Schaltung der Ventile 10, 11 und 12, 13 des ersten 32-Wegeventils
5 erforderliche Hubbewegung des Schaltkolbens 25 erfolgt durch Druckbeaufschlagung
einer oberhalb des Kolbens 25 angeordneten Kammer 31, deren Abdichtung gegenüber
der zweiten Gehäusekammer 16 mittels einer Membran 32 erfolgt, wobei die durch den
Druck in der Kammer 31 ausgelöste Verformung der Membran 32 die Hubbewegung bzw.
Schaltbewegung des Kolbens 25 auslöst.
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Die Beaufschlagung der Kammer 31 erfolgt über eine mit der Vorratsleitung
9 verbundene Leitung 33 und einen Anschluß 34. Die Steuerung der Druckluftbeßufschlagung
der Kammer 31 bzw. des Schaltkolbens 25 erfolgt mittels eines Magnetventils 35.
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Die Betätigung der Ventile 18, 19 und 20, 21 des zwei ten 3/2-Wegeventils
6 erfolgt in gleicher Weise mittels einer oberhalb des Kolbens 28 gelegene-n Kammer
36 und einer Membran 37, wobei die Beaufschlagung der Kammer.36 mit Druckluft über
eine mit dem Anschluß 5a des ersten 3/2-Wegeventils 5 verbundene Leitung 38 über
einen Anschluß 39 erfolgt.
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Die Funktion des dargestellten Zweikammer-Lufttrockners ist wie folgt:
Durch Einschalten des Stromes des Magnetventils 35 wird die am Anschluß 34 des ersten
3/2-Wegeventils 5 anstehende Vorratsluft in die über der Membran 32 liegende Kammer
31 eingesteuert und der Schaltkolben 25 wird in Richtung des Pfeiles A verschoben.
Bevor sich der Schaltkolben 25 an den Anschlag 27 des Ventilkörpers 12 des Ventils
12, 13 anlegt, trifft dieser auf die im Ventilkörper 10 des Ventils 10, 11 vorgespannte
Feder 26 (Stelle 40) und drUckt über diese Feder 26.
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den Ventilkörper 10 gegen den Ventilsitz 11. Dadurch wird das Strömen
der Druckluft aus der mit dem Verdichter verbundenen Einlaßkammer 14 in die mit
der ersten Trockenkammer 1 über die Anschlüsse 5a, la und die Leitung 7 verbundene
Gehäusekammer 15 unterbrochen.
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Bei der weiteren Verschiebung des Schaltkolbens 25 wird nun auch über
den Anschlag 27 der Ventilkörper 12 des Ventils 12, 13 in Pfeilrichtung A verschoben,
so daß der Dichtsitz des Ventilkörpers 12 vom Ventilsitz 13 abhebt und die in der
Kammer 15 befindliche Druckluft sowie die Druckluft in der damit verbundenen Trockenkammer
1 über das offene Ventil 12, 13 in die Kammer 16 und weiter über die Öffnung 17
in die Atmosphäre abfließen kann. Bei diesem Vorgang wird gleichzeitig die im Filterelement
3 der ersten Trockenkammer 1 angesammelte Feuchtigkeit ins Freie abgeleitet.
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Mit dem beschriebenen EntlUftungsvorgang wird die über der Membran
37 des zweiten 3/2-Wegeventils 6 liegende Kammer 36 über die Leitung 38 und den
Anschluß 39 gleichzeitig entlüftet, so daß der Schaltkolben 28 zwangsläufig durch
die Spannung der Feder 29 entgegen der Richtung des Pfeiles B verschoben wird.
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Die Folge hiervon ist, daß der Ventilkörper 20 des Ven tils 2#0,
21 sich ebenfalls durch die Spannung der Feder- 42 in dieselbe Richtung bewegt und
durch Anlegen an den Ventilsitz 21 die Verbindung der Kammer 22 mit der Kammer 23
unterbricht, was eine Unterbrechung der Entlüftung der mit der Kammer 22 über den
Anschluß 6a und die Leitung 8 verbundenen zweiten Trockenkammer 2 bewirkt. Bei weiterer
Drucksen-k#ung in der Kammer 36 sinkt auch die Kraft, die auf den Schaltkolben 28
in Richtung B des Pfeiles wirkt, so daß der in der Kammer 14 anstehende Druck in
der Lage ist, den Ventilkörper 18 des Ventils 18, 19 und den Schaltkolben 28 entgegen
der Pfeilrichtung B zu verschieben. Druckluft strömt nunmehr von der Kammer 14 in
die Kammer 22 und von hier weiter über den Anschluß 6a, Leitung 8 in di-e zweite
Trockenkammer 2 und weiter zu den Vorratsbehältern bzw. zu einem Teil durch die
zu entlüftende Filterkammer 1.
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Wird das Magnetventil 35 nach einer vorgegebenen Zeit auf "stromlos"
geschaltet, wird die Kammer 31 des ersten 3/2-Wegeventils entlüftet, so daß der
Schaltkolben 25 durch die Spannung der Feder 26 entgegen der Pfeilrichtung A verschoben
wird, wodurch sich der Ventilkörper 12 des Ventils 12, 13 unter der Spannung der
Feder 41 ebenfalls in gleicher Richtung verschiebt und der Dichtsitz des Ventilkörpers
12 an dem Ventilsitz 13 anliegt. Nach weiterer Verschiebung des SchaLtkoLbenS 25
wird auch der Ventilkörper 10 des Ventils 10, 11
durch den Staudruck
in der Kammer 14 in Öffnungsrichtung des Ventils 10, 11 verschoben und Druckluft
strömt von der Kammer 14 in die Kammer 15 und weiter in die erste Trockenkammer
ein sowie in die Kammer 36 des zweiten 3/2-Wegeventils 6. Die dadurch erfolgende
Bewegung des Schaltkolbens 28 bewegt nun in bekannter Weise den Ventilkörper 18
des Ventils 18, 19 gegen den Ventilsitz 19 und gibt anschließend durch mittels Anschlag
30 übertragene Bewegung des Ventilkörpers 20 und die dadurch erfolgende Öffnung
des Ventils 20, 21 die Verbindung der Kammer 22 mit der Kammer 23 frei.
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Es sind Maßnahmen vorgesehen, die bewirken, daß nur ein Teil der trockenen
Luft zum Entfeuchten der Filterelemente aus der Anlage entnommen wird. Die hierfür
in der Anlage angeordnete Ventileinrichtung ist in der Zeichnung nicht dargestellt.