DE3923882C2

DE3923882C2 - Steuereinrichtung für einen Druckluft fördernden Kompressor

Info

Publication number: DE3923882C2
Application number: DE3923882A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kaltenthaler; Karl-Heinrich Schoenfeld
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 1989-03-02
Filing date: 1989-07-19
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: DE3923882A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen Druckluftfördernden Kompressor.

Derartige Steuereinrichtungen sind durch die EP-B1-0 051 760 oder auch durch die DE-A1-31 48 717 vorbekannt.

Zur Unterbrechung der Zufuhr von Luft an den Verbraucher, wenn verbraucherseitig ein vorgegebener Druck erreicht ist, wird bei den vorbekannten Einrichtungen ein Druckregler verwendet, der den Förderstrom vom Kompressor gegenüber dem Verbraucher absperrt und in die Atmosphäre umleitet. Zusätzlich zu der Art der Druckregelung durch den Druckregler wird hier der Kompressor stillgesetzt, indem er durch Auskuppeln einer Kupplung von seinem Antrieb getrennt wird.

Nun ist auch bekannt, entweder den Druckregler in der erwähnten Art einzusetzen, oder die Unterbrechung der Förderung durch Stillsetzen des Kompressors zu bewirken. Beide Möglichkeiten der Förderungsunterbrechung gleichzeitig einzusetzen, wie es bei den vorbekannten Einrichtungen der Fall ist, hat den Vorteil, daß durch das Stillsetzen des Kompressors Energie eingespart wird und bei Wiederanlauf durch den Förderungsbeginn in die vom Druckregler entlüftete Leitung der Kompressor nur ein geringes Anlaufdrehmoment zu überwinden hat.

Die Stillsetzung des Kompressors in der Nichtförderphase hat jedoch den Nachteil, daß besonders der Leitungsabschnitt vom Kompressor zum Druckregler starken Tempera turschwankungen ausgesetzt ist. Hierdurch kann in dem erwähnten Leitungsabschnitt und in dem sich daran anschließenden Labyrinth des Druckreglers eine unenrwünscht hohe Konzentration von Kondenswasser auftreten. Bei niedriger Umgebungstemperatur neigt daher besonders der erwähnte Bereich der Einrichtung zur Vereisung. Dies hat zur Folge, daß bei erneutem Druckluftbedarf der Kompressor nur gegen eine durch Vereisung blockierte Druckseite fördern kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorbekannten Steuereinrichtungen so zu verbessern, daß der vorstehend beschriebene Vereisungsvorgang vermieden und damit die Betriebssicherheit der gesamten Anlage erhöht wird. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß vorhandene Steuereinrichtungen nachträglich ohne großen Aufwand mit der Erfindung ausgerüstet werden können, weil weder am Kompressor noch am Druckregler bauliche Veränderungen notwendig sind.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung darge stellt ist, näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Steuereinrichtung für einen Kompressor mit einer temperatur abhängigen Schalteinrichtung für eine pneumatisch betätigbare Abschaltkupplung des Kompressors.

Fig. 2 eine Variante der Einrichtung gemäß Fig. 1.

Fig. 3 eine Einrichtung gemäß Fig. 1 mit einer elek trisch betätigbaren Abschaltkupplung des Kom pressors.

Die Steuereinrichtung dient dazu, ein Einfrieren von Lei tungsabschnitten zu verhindern.

Die Fig. 1 zeigt einen Kompressor (1), eine pneumatisch betätigbare Abschaltkupplung (2) und einen Antrieb (3). Der Kompressor (1) ist durch die Kupplung (2) von seinem Antrieb (3) trennbar. Der Kompressor (1) ist über eine Druckleitung (4) mit einem Druckregler (5) verbünden, der durch das hierfür übliche Blockschalt bild dargestellt ist. Der Druckregler (5) ist mit einem als Vorratsbehälter dargestellten Verbrau cher (6) über eine Druckleitung (7) verbunden. Die Druckleitung (4) ist über einen Auslaß (28) des Druckreglers (5) in die Atmosphäre entlüftbar.

Der Druckregler (5) weist einen pneumatischen Steuer auslaß (8) zum Aussteuern des verbraucherseitigen Druckes auf, der über Steuerleitungsabschnitte (9) und (10) zur Betätigung der Kupplung (2) an deren pneuma tischen Steuereinlaß (11) eingesteuert werden kann. Der Kompressor (1) ist bei Druckbeaufschlagung der Kupplung (2) mit Druckluft von seinem Antrieb (3) getrennt.

Es ist ein elektrisch betätigbares Wegeventil (12) vorgesehen, das in seiner ersten Schaltstellung die Leitungsabschnitte (9) und (10) miteinander verbindet und in seiner zweiten Schaltstellung den Leitungsab schnitt (9) gegenüber dem Leitungsabschnitt (10) sperrt und den Leitungsabschnitt (10) mit der Atmos phäre verbindet.

Das Wegeventil (12) weist einen elektrischen Steuer eingang (13) auf, der über eine temperaturabhängige Schalteinrichtung (14) mit einer elektrischen Energie quelle (15) verbindbar ist. Die temperaturabhängige Schalteinrichtung (14) ist so ausgebildet, daß unter halb einer vorgegebenen Umgebungstemperatur die Verbindung des elektrischen Steuereinganges (13) mit der Energiequelle (15) hergestellt, ist.

Fig. 2 zeigt bezüglich des Kompressors (1) mit der Abschaltkupplung (2), dem Antrieb (3), sowie den Druckregler (5) und dem Verbraucher (6) den gleichen Aufbau wie die Fig. 1. Der pneumatische Steuerauslaß (8) des Druckreglers (5) ist hier jedoch mit dem pneumatischen Steuereinlaß (16) eines pneumatisch betätigbaren Druckschalters (17) verbunden. Der Druckschalter (17) verbindet bei Druckbeaufschlagung den elektrischen Steuereingang (18) eines elektrisch betätigbaren Wegeventils (19) mit der temperaturab hängigen Schalteinrichtung (29).

Das Wegeventil (19) verbindet bei stromführendem Steuereingang (18) Leitungsabschnitte (20) und (21), durch die vom Verbraucher (6) auf den Steuereinlaß (11) der Kupplung (2) ein Schaltdruck zuführbar ist, der dem verbraucherseitigem Druck entspricht.

Bei stromlosem Steuereingang (18) nimmt das Wegeventil (19) eine Schaltstellung ein, in der der Leitungsab schnitt (20) gegenüber dem Leitungsabschnitt (21) gesperrt und der Leitungsabschnitt (21) mit der Atmosphäre verbunden ist.

Im Gegensatz zu der temperaturabhängigen Schaltein richtung (14) der Einrichtung gemäß Fig. 1 ist bei der Einrichtung gemäß Fig. 2 eine temperaturabhängige Schalteinrichtung (29) vorgesehen, die unterhalb der vorgegebenen Umgebungstemperatur die Verbindung des elektrischen Steuereinganges (18) mit der Energie quelle (15) unterbricht.

Anstelle des Steuerauslasses (8) am Druckregler (5) kann dieser auch in der Leitung vom Druckregler (5) zum Verbraucher (6) angeordnet sein und z. B. in Verbindung mit einem druckabhängigen Schaltventil bei Erreichen eines vorgegebenen verbraucherseitigen Druckes einen Druck aussteuern.

In der Einrichtung gemäß Fig. 3 ist die Kupplung (22) als elektromagnetische Schaltkupplung (22) mit einem elektrischen Steuereingang (24) ausgebildet, wobei im stromlosen Zustand der elektrischen Betätigungsein richtung der Kompressor von seinem Antrieb getrennt ist.

Es ist ein mit dem verbraucherseitigen Druck über einen pneumatischen Steuereinlaß (31) steuerbarer elektrischer Schalter (23) vorgesehen, durch den die elektrische Betätigungseinrichtung der Kupplung (22) über die elektrische Leitung (25) mit der Energie quelle (15) verbindbar ist. Der Schalter (23) ist so ausgebildet, daß bei seiner Beaufschlagung mit dem verbraucherseitigem Druck, die elektrische Betäti gungseinrichtung der Kupplung von der Energiequelle (15) getrennt ist.

In dem Stromkreis von der Energiequelle (15) zur Kupplung (22) ist, parallel zum Schal ter (23), die temperaturabhängige Schalteinrichtung (30) angeordnet, durch die, unter halb der vorgegebenen Temperatur, die elektrischen Leitungsabschnitte (26), (27) und (25) der Verbindung von der Energiequelle (15) zur Kupplung (22) miteinander verbun den sind.

Die Komponenten (5), (12) und (14) in Fig. 1 sowie die Komponenten (5), (17), (19) und (29) in Fig. 2 sowie die Komponenten (5), (30) und (23) in Fig. 3 bilden eine Kupplungssteu ereinrichtung, die zur Ansteuerung des Steuereinlasses (11) in Fig. 1 und Fig. 2, bzw. des Steuereinlasses (24) in Fig. 3 dient und ein vom verbraucherseitigen Druck abgelei tetes Signal mit einem temperaturabhängigen Signal so verknüpft, daß die Kupplung den Kompressor bei Erreichen bzw. Überschreiten eines bestimmten Druckwertes auf der Verbraucherseite nur dann von seinem Antrieb trennt, wenn die Umgebungs temperatur oberhalb eines bestimmten Temperaturwertes liegt.

Die Wirkungsweise der Einrichtung gemäß Fig. 1 ist wie folgt:

Bei einem verbraucherseitigen Druck unterhalb des für seine Abschaltung vorgege benen Druckes ist der Kompressor (1) mit seinem Antrieb (3) verbunden. Der Kom pressor (1) fördert dann Druckluft über die Verbindung (4, 5, 7) an den Verbraucher (6). Der Steuerauslaß (8) des Druckreglers (5) ist während der Förderphase drucklos.

Bei Erreichen des vorgegebenen verbraucherseitigen Druckes nimmt der Druckregler (5) eine Schaltstellung ein, in der die Druckleitung (7) gegenüber der Druck leitung (4) gesperrt und die Druckleitung (4) durch den Auslaß (28) mit der Atmosphäre verbünden ist. In dieser Schaltstellung des Druckreglers (5) steht am Steuerauslaß (8) der verbraucherseitige Druck an, der nun über die Druckleitung (9), das auf Durchgang geschaltete Wegeventil (12) und die Druckleitung (10) zum pneumatischen Steuereinlaß (11) geleitet wird, wodurch der Kompressor (1) durch Entkuppeln der Kupplung (2) von seinem Antrieb (3) getrennt ist.

Die temperaturabhängige Schalteinrichtung (14) ver bindet unterhalb der vorgegebenen Umgebungstemperatur den elektrischen Steuereingang (13) mit der Energie quelle (15), wodurch das Wegeventil (12) eine Schalt stellung einnimmt, in der der Steuereinlaß (11) mit der Atmosphäre verbunden und die Kupplung (2) einge kuppelt ist. Der Kompressor (1) fördert nun durch seine Betriebstemperatur erwärmte Luft über die Druckleitung (4) und den Druckregler (5) durch den Auslaß (28) in die Atmosphäre. Hierdurch wird die Druckleitung (4) und der Druckregler (5) in der Betriebsphase, in der keine Luft an den Verbraucher (6) gefördert wird, gegen Vereisung schützt.

Gemäß Fig. 2 steht in der Betriebsphase, in der keine Luft vom Kompressor (1) an den Verbraucher (6) geför dert wird, am Steuerauslaß (8) und am Steuereinlaß (16) ein Druck an, wodurch der Druckschalter (17) eine Schaltstellung einnimmt, in der der elektrische Steuereingang (18) des Wegeventils (19) über die temperaturabhängige Schalteinrichtung (29) mit der Energiequelle (15) verbunden, ist und das Wegeventil. (19) auf Durchgang geschaltet ist.

Unterhalb der vorgegebenen Umgebungstemperatur öffnet die temperaturabhängige Schalteinrichtung (29), wodurch das Wegeventil (19), von der Energiequelle (15) getrennt, eine Schaltstellung einnimmt, in der die Druckleitung (21) in die Atmosphäre entlüftet und die Kupplung (2) eingekuppelt ist.

Gemäß Fig. 3 ist in der Betriebsphase, in der keine Luft vom Kompressor (1) an den Verbraucher (6) geför dert wird, der Schalter (23) über den Steuerauslaß (8) mit Druck beaufschlagt. Hierdurch ist die Verbindung der Energiequelle (15) mit der Kupplung (22) unter brochen, die Kupplung (22) entkuppelt und der Kompres sor (1) von seinem Antrieb (3) getrennt. Unterhalb der vorgegebenen Umgebungstemperatur ist die temperatur abhängige Schalteinrichtung (30) geschlossen, d. h. die Verbindung der Energiequelle (15) mit der Kupplung (22) ist wieder hergestellt, so daß der Kompressor (1) über die Druckleitung (4) und den Auslaß (28) in die Atmosphäre fördert.

Claims

1. Steuereinrichtung für einen Druckluft fördernden Kompressor (1) mit folgenden Merkmalen:

a) der Kompressor (1) ist über eine Druckleitung (4, 7) mit einem Verbraucher (6) verbunden;
b) in der Druckleitung (4, 7) ist ein Druckregler (5) angeordnet, der beim Erreichen, bzw. Überschreiten eines bestimmten Druckwertes auf der Verbraucherseite die Verbindung zwischen dem Kompressor (1) und dem Verbraucher (6) sperrt und den Förderstrom das Kompressors (1) in die Atmosphäre umleitet;
c) der Kompressor 1 ist über eine schaltbare Kupplung (2, 22) mit einem Antrieb (3) verbunden;
d) zum Betätigen der Kupplung (2, 22) ist eine Kupplungssteuereinrichtung (5, 12, 14; 5, 17, 19, 29; 5, 23, 30) vorgesehen, der ein die Umgebungstemperatur darstellendes temperaturabhängiges Signal und ein das Erreichen bzw. Überschreiten des bestimmten Druckwertes anzeigendes, vom verbraucherseitigen Druck abgeleitetes Signal zugeführt wird;
e) die Kupplungssteuereinrichtung (5, 12, 14; 5, 5, 17, 19, 29; 5, 23, 30) steuert die Kupplung (2, 22) derart, daß der Kompressor (1) nur dann vom Antrieb (3) getrennt ist, wenn der verbraucherseitige Druck den bestimmten Druckwert erreicht bzw. übersteigt und das temperaturabhängige Signal eine Umgebungstemperatur oberhalb eines Temperaturwertes anzeigt, der im Bereich des Gefrierpunktes von Wasser liegt.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Kupplung (2) ist als pneumatisch betätigbare Abschaltkupplung ausgebildet;
b) an der Kupplung (2) ist ein pneumatischer Steuereinlaß (11) angeordnet, der über eine Steuerleitung (9, 10; 20, 21) bei Erreichen bzw. Überschreiten des bestimmten Druckwertes mit dem verbraucherseitigen Druck beaufschlagbar ist;
c) die Kupplungssteuereinrichtung (5, 12, 14; 5, 17, 19, 29) weist ein Wegeventil (12, 19) auf, mit dem die Steuerleitung (9, 10; 20,21) absperrbar bzw. entlüftbar ist;
d) das Wegeventil (12, 19) ist durch eine temperaturabhängige Schalteinrichtung (14, 29) betätigbar.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) das Wegeventil (12) ist elektrisch ansteuerbar ausgebildet;
b) das Wegeventil (12) ist in der Steuerleitung (9, 10) angeordnet, die den pneumatischen Steuereinlaß (11) mit einem bei Erreichen bzw. Überschreiten des bestimmten Druckwertes den verbraucherseitigen Druck führenden Steuerauslaß (8) des Druckreglers (5) verbindet.

4 Steuereinrichtung nach Ansprüch 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) das Wegeventil (19) ist elektrisch ansteuerbar ausgebildet;
b) das Wegeventil (19) ist in der Steuerleitung (20, 21) angeordnet, die den pneumatischen Steuereinlaß (11) mit dem den Verbraucher (6) speisenden Auslaß des Druckreglers (5) verbindet;
c) die Ansteuerung des Wegeventils (19) erfolgt über eine Reihenschaltung aus der temperaturabhängigen Schalteinrichtung (29) und einem pneumatisch betätigbaren Druckschalter (17), der hierzu mit einem bei Erreichen bzw. Überschreiten des bestimmten Druckwertes den verbraucherseitigen Druck führenden Steuerauslaß (8) des Druckreglers (5) verbunden ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Kupplung (22) ist als elektrisch betätigbare Abschaltkupplung ausgebildet, wobei im stromlosen Zustand ihrer elektrischen Betätigungseinrichtung der Kompressor (1) von seinem Antrieb getrennt ist;
b) ein elektrischer Steueranschluß (24) der Kupplung (22) ist über eine temperaturabhängige Schalteinrichtung (30) mit einer elektrischen Energiequelle (15) verbindbar;
c) parallel zu der temperaturabhängigen Schalteinrichtung (30) ist ein elektrischer Druckschalter (23) angeordnet, der pneumatisch betätigbar ist;
d) der Druckschalter (23) ist zur Betätigung mit einem bei Erreichen bzw. Überschreiten des bestimmten Druckwertes den verbraucherseitigen Druck führenden Steueranschluß (8) des Druckreglers (5) verbunden.