DE4024487A1

DE4024487A1 - Pressure regulator for vehicle brakes compressed air supply - has operating piston with sealing membrane between insert body and regulator housing

Info

Publication number: DE4024487A1
Application number: DE19904024487
Authority: DE
Inventors: Hans Gruener
Original assignee: Grau GmbH
Current assignee: Haldex Brake Products GmbH
Priority date: 1990-08-02
Filing date: 1990-08-02
Publication date: 1992-02-06
Anticipated expiration: 2010-08-03
Also published as: DE4024487C2

Abstract

The pressure regulator contains an outlet valve with a closure spring engaging its valve body and an adjustable precontrol valve. An operating piston (25) moves in an insert body and works in conjunction with a pin engaging the outlet valve body. The operating piston is sealed by a membrane (24) which is edge clamped between the insert body (8) and the pressure regulator housing (1) to form a sealed mounting. The central region of the membrane is in contact with the operating piston. ADVANTAGE - Overcomes effects of oil carbon deposition on cylindrical moving surfaces of piston-type seals between operating piston and outlet valve.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckregler für Druckluftbeschaffungsanlagen von insbesondere Kraftfahrzeugen, mit einem Auslaßventil, an dessen Ventilkörper eine Schließfeder angreift, mit einem Schaltkolben zum Betätigen des Ventilkörpers des Auslaßventils und mit einem einstellbare Vorsteuerventil zu Be- und Entlüften eines dem Schaltkolben zugeordneten Schaltraums, wobei der Schaltkolben in einem in das Gehäuse des Druckreglers einführbaren Einsatzkörper geführt ist und mit einer am Ventilkörper des Auslaßventils angreifenden Stößelstange zusammenwirkt, die in dem Einsatzkörper dichtend geführt ist und bezüglich des Schaltkolbens einen mit der Atmosphäre verbundenen Rückraum abteilt.The invention relates to a pressure regulator for Compressed air procurement systems in particular Motor vehicles, with an exhaust valve, on the Valve body attacks a closing spring with a Switching piston for actuating the valve body of the Exhaust valve and with an adjustable pilot valve too Venting and venting of an associated with the switching piston Switch room, the switching piston in one in the housing the insertable insert body is guided and with one engaging the valve body of the exhaust valve Push rod interacts, which seals in the insert body is guided and with respect to the switching piston Atmosphere associated back room.

Ein derartiger Druckregler ist aus der DE-OS 25 05 873 bekannt. Vorteilhaft ist der Schaltkolben bereits in einem Einsatzkörper untergebracht, der in eine entsprechende Bohrung im Gehäuse einführbar ist und mit einem Deckel oder anderen Gehäuseteil fixierbar ist. Der Schaltkolben ist nach Art eines Kolbens ausgebildet, d. h. er besitzt in einer umlaufenden Nut einen O-Ring zu Zwecken der Abdichtung, der mit einer zylindrischen Lauffläche am Einsatzkörper zusammenwirkt. Damit ist durch den O-Ring der Schaltraum von einem Rückraum getrennt, der im Einsatzkörper gebildet ist. der Rückraum ist über eine Axialbohrung dauernd an die Atmosphäre angeschlossen, so daß der Rückraum mit dem von dem Druckregler geförderten Medium nicht in Berührung kommt. Mit dem Schaltkolben ist eine Stößelstange verbunden, die in dem Einsatzkörper dichtend geführt ist und insoweit den Rückraum von der Durchströmleitung abtrennt, durch die die vom Kompressor zum Luftbehälter fließende Luft strömt. Auch hier findet eine kolbenartige Dichtung in Form eines O-Rings Verwendung, die mit einer entsprechenden zylindrischen Lauffläche am Einsatzkörper zusammenarbeitet. In diesem Bereich ist jedoch die Stößelstange und die zylindrische Lauffläche bis zur Dichtungsstelle dem durch den Druckregler fließenden Medium ausgesetzt, so daß die Gefahr besteht, daß insbesondere Ölkohle sich hier absetzt, was dazu führt, daß die Dichtung der Stößelstange beim Arbeiten des Schaltkolbens über solche mit Ölkohle besetzten Flächen streift und dadurch nach entsprechender Betriebszeit die Dichtigkeit einbüßt. Gleiches gilt - wenn auch in weniger gravierendem Umfang - grundsätzlich auch für den Schaltraum, der beim Schalten mit dem von dem Druckregler durchflossenen Medium über das Vorsteuerventil und ein vorgeschaltetes Rückschlagventil beaufschlagt wird.Such a pressure regulator is from DE-OS 25 05 873 known. The switching piston is already advantageous in one Insert body housed in a corresponding Hole in the housing is insertable and with a cover or other housing part is fixable. The switching piston is after Type of piston formed, d. H. he owns in one circumferential groove an O-ring for sealing purposes, the with a cylindrical tread on the insert body cooperates. This means that the control room from separated a rear space, which is formed in the insert body. the back space is permanently connected to the via an axial bore Atmosphere connected so that the back space with that of the Medium delivered by the pressure regulator does not come into contact. With the switching piston is connected to a push rod, which in the Insert body is sealingly guided and so far the back space separates from the flow line through which the from Compressor air flowing to the air tank flows. Here too finds a piston-like seal in the form of an O-ring Use that with a corresponding cylindrical Tread on the insert body works together. In this However, the area is the push rod and the cylindrical one Tread up to the sealing point by the pressure regulator exposed to flowing medium, so that there is a risk that Oil coal in particular settles here, which leads to the fact that the seal of the push rod when the switching piston is working grazes over such areas covered with oil coal and thereby after the corresponding operating time, the tightness loses. The same applies - albeit to a lesser extent - basically also for the control room, which when switching with the medium through which the pressure regulator flows Pilot valve and an upstream check valve is applied.

Aus der DE-AS 16 28 162 ist ein Druckregler bekannt, bei dem der Schaltkolben ebenfalls mit einem O-Ring als Dichtmittel versehen ist, der mit einer im Gehäuse des Druckreglers vorgesehenen zylindrischen Lauffläche zusammenarbeitet. Auch hier ist auf der Rückseite des Schaltkolbens bereits ein mit der Atmosphäre verbundener Rückraum vorgesehen, bei dem die Gefahr der Ablagerung von Ölkohle nicht besteht. Die Stößelstange zur Betätigung des Auslaßventils über den Schaltkolben ist hier mit dem Ventilkörper des Auslaßventils verbunden, wobei die Stößelstange in einem Steuerkolben mit Hilfe eines O-Rings dichtend geführt ist. Dieser O-Ring bzw. die zugehörige zylindrische Lauffläche an der Stößelstange sind jedoch der Strömung der mit Verschmutzungen versehenen geförderten Luft durch den Druckregler ausgesetzt.A pressure regulator is known from DE-AS 16 28 162, in which the switching piston also with an O-ring as a sealant is provided with one in the housing of the pressure regulator provided cylindrical tread cooperates. Also there is already a on the back of the switching piston backspace connected to the atmosphere, in which the There is no risk of oil carbon deposits. The Push rod for actuating the exhaust valve via the Switching piston is here with the valve body of the exhaust valve connected, with the push rod in a control piston Is sealingly guided with the help of an O-ring. This O-ring or the associated cylindrical tread on the push rod are however the flow of those contaminated air conveyed through the pressure regulator exposed.

Die DE-OS 20 32 006 zeigt einen Druckregler, bei dem der Schaltkolben in einem auswechselbaren Einsatz im Gehäuse des Druckreglers gelagert ist, wobei die dem Schaltkolben zugeordnete zylindrische Lauffläche in dem Einsatz gebildet ist. Mit dem Schaltkolben steht auch hier eine Stößelstange in Verbindung, die zur Betätigung des Auslaßventils durch den Einsatzkörper dichtend hindurchgeführt ist, so daß hier eine zweite zylindrische Lauffläche geschaffen ist, an der sich Ölkohle und andere Schmutzpartikel ablagern können, die die Gebrauchsdauer des Druckreglers verkürzen können.DE-OS 20 32 006 shows a pressure regulator in which the Shift piston in an interchangeable insert in the housing of the Pressure regulator is mounted, which is the switching piston assigned cylindrical tread formed in the insert is. A push rod also stands here with the switching piston in connection, which is used to actuate the exhaust valve by the Insert body is passed sealingly, so that here second cylindrical tread is created on the Charcoal and other dirt particles that can deposit Shorten the service life of the pressure regulator.

Sämtliche bekannten Druckregler verwenden einen Schaltkolben, der nach Art eines Kolbens abgedichtet ist, also mit einem O-Ring in einer Nut als Dichtelement arbeitet. Diesem O-Ring ist eine zylindrische Lauffläche zugeordnet. Sich an dieser Lauffläche absetzende Ölkohle beeinträchtigt zunächst die Schaltspanne des Druckreglers in nachteiliger Weise und führt bei längerer Betriebszeit zu einem Undichtwerden der Dichtung des Schaltkolbens. Aber auch die kolbenartig dichtend geführte Stößelstange, die zur Betätigung des Auslaßventils vorgesehen ist, unterliegt der beschriebenen Gefahr, wobei sich hier durch die anhaftenden Partikel der Ölkohle an der zylindrischen Lauffläche die Reibeigenschaften verändern und ebenfalls die Schaltspanne des Druckreglers beeinträchtigt wird. Diese Gefahr ist hier sogar noch größer als im Bereich des O-Rings des Schaltkolbens, weil die Dichtung der Stößelstange in unmittelbaren Einwirkbereich der durch den Druckregler geförderten Luft liegt. Ein Undichtwerden des O-Rings an der Stößelstange führt dann zu einem Totalausfall des Druckreglers, weil über die defekte Dichtung die Abströmung der vom Kompressor geförderten Druckluft in die Atmosphäre freigegeben wird. Weiterhin muß berücksichtigt werden, daß die im Bereich des Schaltkolbens und der Stößelstange angewendeten O-Ringe der Einwirkung einer vergleichsweise hohen Temperatur unterliegen. Beide Dichtungen werden durch die warme, vom Kompressor geförderte Luft aufgeheizt, wodurch sie ihre Eigenschaften hinsichtlich Dichtung und Reibung verändern und auf diese Art und Weise die Schaltspanne des Druckreglers beeinträchtigen können.All known pressure regulators use a switching piston, which is sealed like a piston, i.e. with a O-ring works in a groove as a sealing element. This o-ring a cylindrical tread is assigned. Yourself at this Oil charcoal that treads first affects the Switching range of the pressure regulator disadvantageously and leads if the gasket leaks for a longer period of time of the switching piston. But also the piston-like seal guided push rod, which is used to actuate the exhaust valve is provided, is subject to the risk described, wherein here by the adhering particles of the oil coal on the cylindrical tread change the friction properties and also affects the switching range of the pressure regulator becomes. This danger is even greater here than in the area of the O-ring of the switching piston because the seal of the Push rod in the immediate area affected by the Pressure regulator delivered air lies. A leak of the O-rings on the push rod then lead to a total failure of the pressure regulator because the defective seal Outflow of the compressed air delivered by the compressor into the Atmosphere is released. Furthermore must be considered be that in the area of the switching piston and the Push rod applied O-rings to the action of a subject to comparatively high temperature. Both Seals are supported by the warm, delivered by the compressor Air is heated, which affects its properties Seal and friction change and this way can affect the switching range of the pressure regulator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Problemen entgegenzuwirken, die mit der Ablagerung von Ölkohle an zylindrischen Laufflächen von kolbenartigen Dichtungen im Bereich zwischen Schaltkolben und Auslaßventil verbunden sind. Weiterhin sollen die negativen Einflüsse hoher Temperaturen auf diese O-Ringe hinsichtlich der Schaltspanne des Druckreglers vermindert werden.The invention has for its object the problems counteract that with the deposition of oil coal cylindrical running surfaces of piston-like seals in the Area connected between the switching piston and exhaust valve are. Furthermore, the negative influences are said to be higher Temperatures on these O-rings with regard to the switching range of the pressure regulator can be reduced.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Schaltkolben mit einer Membran abgedichtet ist, die zwischen Einsatzkörper und Gehäuse des Druckreglers randseitig eingespannt und damit dichtend gelagert ist und deren Mittelbereich an dem Schaltkolben anliegend vorgesehen ist. Damit wird der O-Ring des Schaltkolbens durch eine Membran ersetzt, deren Zusammenwirken mit Abstützflächen dem Zusammenwirken eines O-Rings mit zylindrischen Laufflächen nicht vergleichbar ist. Eine Membran ist hinsichtlich der reproduzierbar einzuhaltenden Schaltspanne des Schaltkolbens weit weniger anfällig gegen Ölkohle und Temperatur als ein O-Ring. Damit tritt der überraschende Vorteil ein, daß die Schaltspanne des Druckreglers über eine längere Betriebszeit reproduzierbar konstant aufrechterhalten werden kann. Die Betriebszeit des Druckreglers vergrößert sich. Die Veränderung von Schmiereigenschaften infolge Temperatureinwirkung, wie sie für Dichtungen in Form von O-Ringen wesentlich sind, kommen hier in Fortfall. Die Abdichtung des Schaltkolbens ist wesentlich verschleißärmer. Sollte trotzdem ein Defekt eintreten, so läßt sich der Einsatzkörper mit dem Schaltkolben und dem Auslaßventil im Gehäuse des Druckreglers leicht austauschen. Die Reparatur kann am Fahrzeug erfolgen, ohne daß das Gehäuse des Druckreglers demontiert werden müßte. Der Einsatzkörper besitzt in Verbindung mit der Membran Mehrfachfunktion. Er dient gleichsam als Membranhalter. Der Einsatzkörper kann darüberhinaus auch noch einen Filter aufnehmen, der zusammen mit dem Einsatzkörper austauschbar ist. Der Einsatzkörper stellt weiterhin sämtliche Führungsflächen für die Stößelstange und den Ventilkörper des Auslaßventils zur Verfügung.According to the invention this is achieved in that the Switching piston is sealed with a membrane that between Insert body and housing of the pressure regulator on the edge is clamped and thus sealed and their Middle area is provided adjacent to the switching piston. So that the O-ring of the switching piston through a membrane replaced, whose interaction with support surfaces the Interaction of an O-ring with cylindrical running surfaces is not comparable. A membrane is regarding reproducible switching range of the switching piston far less susceptible to oil coal and temperature than one O-ring. This has the surprising advantage that the Switching span of the pressure regulator over a longer operating time can be maintained reproducibly constant. The Operating time of the pressure regulator increases. The Change in lubrication properties as a result Exposure to temperature, as used for seals in the form of O-rings are essential here. The Sealing the switching piston is much less wear-resistant. Should a defect nevertheless occur, the Insert body with the switching piston and the outlet valve in Easily replace the pressure regulator housing. The repair can be done on the vehicle without the housing of the Pressure regulator would have to be dismantled. The insert body has multiple functions in connection with the membrane. He serves as a membrane holder. The insert body can also include a filter that works together is interchangeable with the insert body. The insert body continues to provide all management areas for the Push rod and the valve body of the exhaust valve Available.

Die Membran kann kreisförmig ausgebildet sein und an dem Schaltkolben lose anliegen. Damit ist die Membran als eine geschlossene Scheibe ausgebildet und es ist lediglich erforderlich, sie im Randbereich einzuspannen und damit dichtend zu lagern. Der Schaltkolben hingegen muß nur noch geführt werden und benötigt selbst keinerlei andere Abdichtelemente als die Membran. Aus diesem Grund kann der Schaltkolben im Einsatzkörper durch die zugehörige zylindrische Lauffläche mit relativ großem Spiel geführt sein. Diese Lauffläche ist im Bereich des Rückraums angeordnet, der ohnehin mit der Atmosphäre in Verbindung steht, so daß hier die Ablagerung von Ölkohle nicht auftritt.The membrane can be circular and on the Lose the switching piston loosely. So that the membrane is as one closed disc is formed and it is only necessary to clamp them in the edge area and thus to store tightly. The shift piston, however, only has to are performed and do not require any other themselves Sealing elements than the membrane. For this reason, the Shift piston in the insert body by the associated cylindrical tread with relatively large play be. This tread is in the area of the rear area arranged, which is in connection with the atmosphere anyway stands, so that the deposition of oil coal does not occur.

Es ist aber auch möglich, daß die Membran kreisringförmig ausgebildet und mit dem Schaltkolben dichtend verbunden, insbesondere verschraubt ist. Damit erfüllt die Membran nicht nur in ihrem äußeren Randbereich eine Dichtfunktion, sondern auch entlang des inneren Randbereichs an der Verbindungsstelle zum Schaltkolben. Diese zweite Dichtungsfläche an der Membran schafft gleichzeitig eine Differentialfläche am Schaltkolben, die für die Schaltfunktion erforderlich ist.But it is also possible that the membrane is annular trained and sealingly connected to the switching piston, is screwed in particular. So the membrane does not meet a sealing function only in its outer edge area, but also along the inner edge area at the Connection point to the switching piston. This second Sealing surface on the membrane creates one at the same time Differential surface on the switching piston, which for the Switching function is required.

Von besonderer Bedeutung ist es, zwischen Stößelstange und Einsatzkörper eine Dichtung und einen Abstreifer vorzusehen. Hierbei kommt es im wesentlichen auf die zusätzliche Anordnung des Abstreifers an, der mit der zylindrischen Lauffläche zusammenarbeitet, mit der auch die Dichtung zusammenarbeitet, die es bereits im Stand der Technik gibt. Die hier angesprochene Dichtstelle ist der Gefahr der Ablagerung von Ölkohle an der Lauffläche gewöhnlich noch stärker ausgesetzt als im Bereich des Schaltkolbens, jedoch wird die reproduzierbare Schaltspanne im wesentlichen von der Funktion des Schaltkolbens bestimmt. Die hier an der Ventilstange vorgesehene Dichtung kann jedoch infolge vermehrte Ablagerung von Ölkohle vergleichsweise schnell undicht werden, was die Lebensdauer des Druckreglers begrenzt. Insoweit kommt dem Merkmal der zusätzlichen Anordnung eines Abstreifers auch selbständige erfinderische Bedeutung zu, auch ohne gleichzeitige Abdichtung des Schaltkolbens mit einer Membran. Der Abstreifer hält die mit der Dichtung zusammenwirkende Lauffläche frei von Ablagerungen und reinigt diese Lauffläche immer wieder, was sich im Sinn einer langen Lebensdauer auswirkt. Außerdem werden hierbei die Reibkräfte und Reibverhältnisse über die Zeit gleichmäßig gehalten, was sich auch im Sinne der Konstanz der Schaltspanne positiv auswirkt.It is of particular importance between the pushrod and Insert a gasket and a wiper. This essentially depends on the additional Arrangement of the scraper with the cylindrical Tread cooperates with the seal cooperates that already exist in the prior art. The sealing point mentioned here is the danger of Oil char usually still deposits on the tread more exposed than in the area of the switching piston, however is the reproducible switching range essentially from the Function of the switching piston determined. Those here at the Valve stem provided seal can, however, result increased deposition of oil coal relatively quickly will leak what the life of the pressure regulator limited. To that extent comes the feature of additional Arrangement of a scraper also independent inventive Importance too, even without sealing the Shift piston with a membrane. The scraper keeps them up the seal cooperating tread free of Deposits and cleans this tread again and again what works in the sense of a long lifespan. Furthermore are the frictional forces and frictional relationships over the Time kept even, which is also in the sense of Consistency of the switching range has a positive effect.

Der Schaltkolben und der Ventilkörper des Auslaßventils können zwei getrennte Bauteile sein, wobei die Stößelstange mit einem der beiden Bauteile verbunden sein kann. Damit sind mindestens zwei dieser Bauteile relativ zueinander bewegbar, so daß auch die Sicherheitsfunktion des Auslaßventils unangetastet bleibt. Weiterhin werden durch diese Bauweise die Führungen der einzelnen Teile vereinfacht.The switching piston and the valve body of the exhaust valve can be two separate components, the push rod can be connected to one of the two components. With that at least two of these components can be moved relative to one another, so that the safety function of the exhaust valve remains untouched. Furthermore, this construction the guides of the individual parts simplified.

Es ist aber auch möglich, daß der Schaltkolben, die Stößelstange und der Ventilkörper des Auslaßventils als ein einziges, zusammenhängendes Bauteil vorgesehen sind. Dies kann entweder in einstückiger Bauweise oder durch Zusammenschrauben oder -fügen mehrerer Bauteile geschehen. Dabei kann der zusätzliche Vorteil auftreten, daß der mit der Atmosphäre verbundene Rückraum gleichsam außerhalb des Einsatzkörpers und damit jenseits des Ventilkörpers des Auslaßventils angeordnet ist, also mit einem Raum zusammenfällt, der ohnehin mit der Atmosphäre in Verbindung steht. But it is also possible that the switching piston, the Push rod and the valve body of the exhaust valve as one only contiguous component are provided. This can either be in one piece or by Screw together or join several components. The additional advantage can arise that the with Backspace, as it were, outside the Insert body and thus beyond the valve body of the Exhaust valve is arranged, that is, with one room coincides, which is in connection with the atmosphere anyway stands.

Mit dem Einsatzkörper können sämtliche verschleißanfälligen Teile verbunden bzw. auf diesem angeordnet sein, so daß der Einsatzkörper insgesamt als Austauschteil leicht montierbar und demontierbar gestaltet sein kann, um einen Wechsel vornehmen zu können. Dabei kann der Einsatzkörper auch als Lager eines Filters dienen, der auf diese Art und Weise bei einem Wechsel mit ausgewechselt wird.With the insert body, all can be susceptible to wear Parts connected or arranged on this, so that the Insert body can be easily assembled as a replacement part and can be designed to be removable for a change to be able to make. The insert body can also be used as Bearings of a filter that serve in this way a change is replaced with.

Am Einsatzkörper ist zweckmäßig auch der Ventilsitz des Auslaßventils vorgesehen, da dieser Auslaßventilsitz wie auch der Ventilkörper des Auslaßventils direkt in der Strömung der geförderten Luft liegen, insbesondere in der Leerlaufphase, so daß hier auch Flächen gegeben sind, die der Ablagerung von Ölkohle unterliegen.On the insert body is also the valve seat of the Exhaust valve provided as this exhaust valve seat as well the valve body of the exhaust valve directly in the flow of the conveyed air, especially in the idle phase, so that here are also areas that are the deposit of Subject to coal.

Es ist schließlich möglich, zwischen Stößelstange und Einsatzkörper eine weitere Membran vorzusehen, die den mit der Atmosphäre verbundenen Rückraum des Schaltkolbens abdichtet. Auf diese Weise gelangen dann zwei Membranen zur Anwendung und es wird die Verwendung von O-Ringen als Dichtungen im Bereich zwischen Schaltkolben und Auslaßventil vermieden. Dies wirkt Temperatureinflüssen mit ihren nachteiligen Folgen entgegen. Die zweite Membran kann auch die Funktion einer Rückführfeder für den Schaltkolben ganz oder teilweise übernehmen, insbesondere, wenn sie an dem Schaltkolben angelenkt und/oder abgestützt ist.Finally, it is possible between the push rod and Insert another membrane to provide the with the atmosphere of the rear piston piston seals. In this way, two membranes then arrive Application and there will be the use of o-rings as Seals in the area between the switching piston and exhaust valve avoided. This affects temperature influences with their adverse consequences. The second membrane can also the function of a return spring for the switching piston entirely or partially take over, especially if they are on the Shift piston is articulated and / or supported.

Sofern der Schaltkolben, die Stößelstange und der Ventilkörper des Auslaßventils als ein einziges, zusammenhängendes Bauteil vorgesehen sind, muß der Ventilkörper des Auslaßventils eine größere Wirkfläche als die nach oben gerichtete Wirkfläche der weiteren Membran auf den Schaltkolben aufweisen, damit die Sicherheitsfunktion über das Auslaßventil zusätzlich erbracht wird. Das Auslaßventil bildet dann in an sich bekannter Weise ein Sicherheitsventil, wenn der Innendruck des durch den Druckregler strömenden Mediums infolge eines Defekts, beispielsweise beim Versagen einer Schaltbewegung des Schaltkolbens, auf den vorgesehenen Grenzwert zum Ansprechen des Sicherheitsventils ansteigt.If the switching piston, the push rod and the Exhaust valve body as a single, contiguous component are provided, the Exhaust valve body has a larger effective area than the upward effective area of the further membrane have the switching piston, so the safety function is also provided via the outlet valve. The Exhaust valve then forms in a manner known per se Safety valve if the internal pressure of the through the Pressure regulator flowing medium due to a defect, for example, when a switching movement fails Switching piston, to the intended limit value for response of the safety valve rises.

Die Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben. Es zeigen:The invention is based on preferred exemplary embodiments further explained and described. Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform des Druckreglers, Fig. 1 shows a section through a first embodiment of the pressure regulator,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform des Druckreglers, Fig. 2 shows a section through a second embodiment of the pressure regulator,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform des Druckreglers, Fig. 3 shows a section through a third embodiment of the pressure regulator,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform des Druckreglers und Fig. 4 shows a section through a fourth embodiment of the pressure regulator and

Fig. 5 einen Schnitt durch eine fünfte Ausführungsform des Druckreglers. Fig. 5 shows a section through a fifth embodiment of the pressure regulator.

Der dargestellte Druckregler weist ein zweckmäßig mehrteiliges Gehäuse 1 auf, welches einen Anschluß 2 besitzt, mit dem eine von einem Kompressor kommende Leitung 3 der Druckluftbeschaffungseinrichtung verbunden ist. Der Anschluß 2 führt zu einem Raum 4, der über ein Rückschlagventil 5 zu einem Anschluß 6 führt, an den eine Leitung 7 angeschlossen ist, die letztendlich zu einem Luftbehälter führt. In dem Raum 4 bzw. einer Bohrung im Gehäuse 1 ist ein Einsatzkörper 8 ortsfest gelagert, der als auswechselbares Gesamtbauteil ausgebildet ist.The pressure regulator shown has a suitably multi-part housing 1 , which has a connection 2 , to which a line 3 of the compressed air supply device coming from a compressor is connected. The connection 2 leads to a space 4 , which leads via a check valve 5 to a connection 6 , to which a line 7 is connected, which ultimately leads to an air container. In the space 4 or a bore in the housing 1 , an insert body 8 is fixedly mounted, which is designed as a replaceable overall component.

Hinter dem Rückschlagventil 5 zweigt eine Leitung 9 ab, die über eine Drossel 10 in eine Kammer 11 führt, in welcher ein Membrankolben 12 eines Vorsteuerventils 13 gelagert ist. Der Membrankolben 12 stützt sich auf einer Feder 14 ab, die mit Hilfe einer Stellschraube 15 in ihrer Kraft einstellbar ist. Der Membrankolben 12 besitzt einen Fortsatz 16 mit verdicktem Ende, wobei auf dem Fortsatz 16 ein Ventilkörper 17 gleitend gelagert ist und über eine Feder an einen Sitz 18 am Gehäuse 1 angepreßt wird. In dem Fortsatz 16 sind Kanäle 18 und 20 in der dargestellten Weise vorgesehen, über die sowie einen Ringspalt 21 ein Schaltraum 22 mit der Atmosphäre verbunden ist, wozu eine Bohrung 23 im Gehäuse 1 dient.A line 9 branches off behind the check valve 5 and leads via a throttle 10 into a chamber 11 , in which a membrane piston 12 of a pilot valve 13 is mounted. The membrane piston 12 is supported on a spring 14 , the force of which can be adjusted with the aid of an adjusting screw 15 . The membrane piston 12 has an extension 16 with a thickened end, a valve body 17 being slidably mounted on the extension 16 and being pressed against a seat 18 on the housing 1 by means of a spring. In the extension 16 , channels 18 and 20 are provided in the manner shown, via which, as well as an annular gap 21, a switching space 22 is connected to the atmosphere, for which purpose a bore 23 in the housing 1 is used.

Der Schaltraum 22 wird andererseits von einer Membran 24 begrenzt, die oberhalb des Einsatzkörpers 8 vorgesehen und von diesem im Gehäuse 1 gehalten wird. Dabei ist die Membran 24 in ihrem Randbereich über den Einsatzkörper 8 eingespannt und damit dichtend gelagert. Die Membran 24 ist in Form einer geschlossenen Scheibe ausgebildet, besitzt also eine kreisförmige Fläche.The control room 22 , on the other hand, is delimited by a membrane 24 , which is provided above the insert body 8 and is held by the latter in the housing 1 . The membrane 24 is clamped in its edge area over the insert body 8 and is thus sealed. The membrane 24 is in the form of a closed disc, that is to say it has a circular surface.

Im Einsatzkörper 8 ist ein Schaltkolben 25 gleitend und verschiebblich, jedoch nicht druckdicht, in einer zylindrischen Lauffläche 28 gelagert, die ansonsten bezüglich des Schaltkolbens 25 einen Rückraum 27 einschließt, der über einen axialen Kanal 28 dauernd mit der Atmosphäre in Verbindung steht. In dem Rückraum 27 ist auch eine Rückführfeder 29 für den Schaltkolben 25 vorgesehen. Der Schaltkolben 25 besitzt oder arbeitet mit einer Stößelstange 30 zusammen, die den Einsatzkörper 8 im Bereich einer dort vorgesehenen Wand 31 durchsetzt, die den Rückraum 27 mit begrenzt. Im Bereich der Wand 31 ist eine der Stößelstange 30 zugeordnete Dichtung 32 in Form eines O-Rings und ein Abstreifer 33 vorgesehen, wobei der Abstreifer 33 unterhalb der Dichtung 32 angeordnet ist und dazu dient, die zylindrische Fläche der Stößelstange 30 bei Schaltbewegungen immer wieder zu säubern bzw. sauberzuhalten, damit die nachgeordnete Dichtung 32 über eine möglichst große Betriebszeit ihre Dichtfunktion beibehalten kann. Die Stößelstange 30 dient zu einer Betätigung eines Ventilkörpers 34 eines Auslaßventils 35, wobei ein eingezogener Rand 36 an dem Einsatzkörper 8 des Sitz des Auslaßventils 35 bildet. Der Ventilkörper 34 ist auf einer Feder 37 gehäuseseitig abgestützt. Zwischen Einsatzkörper 8 und Stößelstange 30 ist eine Ausströmkammer 38 gebildet, die einerseits zum Auslaßventil 35 führt und andererseits über eine Radialbohrung 39 an dem Raum 4 angeschlossen ist. Im Bereich des Raums 4 kann der Einsatzkörper 8 auch noch einen Filter 40 tragen.In the insert body 8 , a switching piston 25 is slidably and displaceably, but not pressure-tight, mounted in a cylindrical running surface 28 , which otherwise includes a rear space 27 with respect to the switching piston 25 , which is in permanent communication with the atmosphere via an axial channel 28 . A return spring 29 for the switching piston 25 is also provided in the rear space 27 . The switching piston 25 has or works together with a push rod 30 which penetrates the insert body 8 in the region of a wall 31 provided there, which also delimits the rear space 27 . In the area of the wall 31 , a seal 32 assigned to the push rod 30 in the form of an O-ring and a scraper 33 is provided, the scraper 33 being arranged below the seal 32 and serving to keep the cylindrical surface of the push rod 30 closed again and again during switching movements clean or keep clean so that the downstream seal 32 can maintain its sealing function over the longest possible operating time. The push rod 30 serves to actuate a valve body 34 of an outlet valve 35 , a retracted edge 36 forming on the insert body 8 of the seat of the outlet valve 35 . The valve body 34 is supported on the housing 37 on a spring 37 . An outflow chamber 38 is formed between the insert body 8 and the push rod 30 , which leads on the one hand to the outlet valve 35 and on the other hand is connected to the space 4 via a radial bore 39 . In the area of the room 4 , the insert body 8 can also carry a filter 40 .

Der Einsatzkörper 8 wird von einem Deckelteil 41 gehalten, das von einem Sicherungsring 42 am Gehäuse 1 gehalten wird. Es ist hier eine Dichtung 43 zur Abdichtung des Raums 4 vorgesehen. In dem Deckelteil 41 ist somit auch das Auslaßventil 35 angeordnet. Der Deckelteil 41 besitzt eine zur Atmosphäre führende Entlüftungsöffnung.The insert body 8 is held by a cover part 41 which is held on the housing 1 by a locking ring 42 . A seal 43 is provided here for sealing the space 4 . The outlet valve 35 is thus also arranged in the cover part 41 . The cover part 41 has a vent opening leading to the atmosphere.

Die Funktion eines solchen Druckreglers ist an sich bekannt. Solange der über das Vorsteuerventil 13 einstellbare Druck in der Leitung 7 und damit im nachgeordneten Behälter noch nicht erreicht ist, ist das Auslaßventil 35 geschlossen und in dieser Lastlaufphase wird Druckluft von der Leitung 3 über den Raum 4 und das Rückschlagventil 5 in die Leitung 7 gefördert. Wenn der Umschaltdruck des Vorsteuerventils 13 in der Kammer 11 erreicht wird, schaltet das Vorsteuerventil 13 um, d. h. das Auslaßventil im Bereich des Fortsatzes 16 und des Ventilkörpers 17 wird geschlossen und das Einlaßventil mit dem Sitz 18 geöffnet, so daß Druckluft zu dem Schaltraum 22 über der Membran 24 gelangt. Hierdurch wird der Schaltkolben 25 relativ zum Einsatzkörper 8 nach unten bewegt, so daß das Auslaßventil 35 über die Stößelstange 30 geöffnet wird. Damit schaltet der Druckregler in die Leerlaufphase um und das Rückschlagventil 5 schließt und die über die Leitung 3 weiterhin herangeführte Druckluft strömt über das geöffnete Auslaßventil 35 und die Entlüftungsöffnung 44 in die Atmosphäre ab. Dabei gelangen auch Ölkohle und andere Schmutzpartikel, die von dem Filter 40 nicht aufgefangen werden, an die Stößelstange 30 in der Ausströmkammer. Nach Beendigung der Leerlaufphase bewegt sich infolge Umsteuerns des Vorsteuerventils 13 und infolge der Kraft der Rückführfeder 29 der Schaltkolben 25 nach oben, so daß das Auslaßventil 35 schließt und an der Stößelstange 30 anhaftende Ölkohle bzw. Schmutz von dem Abstreifer 33 abgestreift wird, so daß die Dichtung 32 mit einer gereinigten Lauffläche zusammenarbeitet. Die Gefahr, daß die Dichtung 32 undicht werden könnte, ist damit weitgehend gemindert. Andererseits kann der Schaltkolben 25 nicht durch Ölkohle oder Schmutzbestandteile der geförderten Druckluft in seiner Funktion beeinträchtigt werden, da die Membran 24 eine vollkommene Abdichtung des Rückraums 27 bewirkt.The function of such a pressure regulator is known per se. As long as the pressure adjustable via the pilot valve 13 in the line 7 and thus in the downstream container has not yet been reached, the outlet valve 35 is closed and in this load-running phase compressed air is conveyed from the line 3 via the space 4 and the check valve 5 into the line 7 . When the switching pressure of the pilot valve 13 in the chamber 11 is reached, the pilot valve 13 switches over, ie the outlet valve in the region of the extension 16 and the valve body 17 is closed and the inlet valve with the seat 18 is opened, so that compressed air is passed to the switch room 22 the membrane 24 arrives. As a result, the switching piston 25 is moved downward relative to the insert body 8 , so that the outlet valve 35 is opened via the push rod 30 . Thus, the pressure regulator switches over to the idle phase and the check valve 5 closes and the compressed air which continues to be supplied via line 3 flows through the open outlet valve 35 and the vent opening 44 into the atmosphere. Oil carbon and other dirt particles that are not caught by the filter 40 also reach the push rod 30 in the outflow chamber. After the idle phase has ended, reversing the pilot valve 13 and due to the force of the return spring 29 of the switching piston 25 moves upward, so that the outlet valve 35 closes and oil carbon or dirt adhering to the push rod 30 is stripped off by the scraper 33 , so that the Seal 32 cooperates with a cleaned tread. The risk that the seal 32 could leak is largely reduced. On the other hand, the function of the switching piston 25 cannot be impaired by oil carbon or dirt constituents of the conveyed compressed air, since the membrane 24 brings about a complete sealing of the rear space 27 .

Es ist ersichtlich, daß der Einsatzkörper 8 und die Membran 24 sehr leicht ausgetauscht werden können. Am Einsatzkörper 8 sind alle verschleißempfindlichen Teile angeordnet und ausgebildet, so daß dies durch einen einfachen Austausch einer solchen Einheit aus Einsatzkörper mit den übrigen Teilen ersetzt und ausgetauscht werden können.It can be seen that the insert body 8 and the membrane 24 can be exchanged very easily. All wear-sensitive parts are arranged and designed on the insert body 8 , so that this can be replaced and exchanged by simply replacing such a unit consisting of the insert body with the other parts.

Die Ausführungsform des Druckreglers gemäß Fig. 2 oder auch Fig. 3 stimmt zunächst weitgehend mit derjenigen nach Fig. 1 überein. Lediglich die Ausbildung der Membran 24 und des Einsatzkörpers 8 sind hier etwas anders gestaltet. Die Membran 24 besitzt hier keine kreisförmige Fläche, sondern eine Kreisringfläche, d. h. sie ist in der Mitte durchbrochen ausgebildet und mit Hilfe einer Schraube 45 gegen eine Dichtung 46 am Schaltkolben 25 festgespannt. Der Schaltkolben 25, die Stößelstange 30 und der Ventilkörper 34 des Auslaßventils 35 bilden hier einen gemeinsamen Bauteil, der auch aus mehreren Einzelteilen zusammengeschraubt sein kann, so daß eine insgesamt bewegbare Einheit entsteht. Auf diese Art und Weise ist der Rückraum 27 des Schaltkolbens 25 gleichsam in den Bereich jenseits des Auslaßventils 35, also etwa der Entlüftungsöffnung 44, verlagert. Die Dichtung 46 bildet gemäß Fig. 2 eine Differentialfläche für eine Beaufschlagung aus dem Raum 4 heraus, die kleiner ist als die Wirkfläche im Schaltraum 22. Gemäß Fig. 3 ist der Abstreifer 33 hier an dem gemeinsamen Bauteil verwirklicht und arbeitet mit einer entsprechenden Lauffläche an dem Einsatzkörper 8 zusammen. Auf diese Art und Weise wird verhindert, daß Ölkohle in dem Spalt bis zu der Dichtung 46 eindringen kann.The embodiment of the pressure regulator according to FIG. 2 or also FIG. 3 initially largely corresponds to that according to FIG. 1. Only the design of the membrane 24 and the insert body 8 are designed somewhat differently here. The membrane 24 does not have a circular surface here, but an annular surface, ie it is perforated in the middle and clamped against a seal 46 on the switching piston 25 by means of a screw 45 . The switching piston 25 , the push rod 30 and the valve body 34 of the exhaust valve 35 form a common component, which can also be screwed together from several individual parts, so that an overall movable unit is created. In this way, the rear space 27 of the switching piston 25 is, as it were, shifted into the area beyond the outlet valve 35 , that is to say approximately the vent opening 44 . The seal 46 forms according to FIG. 2, a differential area for a charge consists of the space 4 out, which is smaller than the effective area in the control room 22nd According to FIG. 3, the scraper 33 is realized here on the common component and works together with a corresponding running surface on the insert body 8 . In this way, oil carbon is prevented from penetrating into the gap up to the seal 46 .

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist die Stößelstange 30 mit dem Ventilkörper 34 des Auslaßventils 35 verbunden, während der Schaltkolben 25 lediglich einen hutartigen Querschnitt aufweist und an der Membran 24 anliegt. Die Stößelstange 30 könnte auch als separates Bauteil zwischen dem Ventilkörper 34 und dem Schaltkolben 25 angeordnet sein. Der Einsatzkörper 8 trägt auch hier in der beschriebenen Reihenfolge und Anordnung die Dichtung 32 und den Abstreifer 33, damit der Rückraum 27 frei von Verschmutzungen gehalten wird, der andererseits über den axialen Kanal 28 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Auch hierbei bildet der Einsatzkörper 8 mit allen Bestandteilen einen austauschbaren Gesamtkörper, der ein einfaches Auswechseln der verschleißgefährdeten Teile ermöglicht.In the embodiment according to FIG. 4, the push rod 30 is connected to the valve body 34 of the outlet valve 35 , while the switching piston 25 has only a hat-like cross section and bears against the membrane 24 . The push rod 30 could also be arranged as a separate component between the valve body 34 and the switching piston 25 . The insert body 8 also carries the seal 32 and the scraper 33 in the order and arrangement described here, so that the rear space 27 is kept free of contamination, which on the other hand is connected to the atmosphere via the axial channel 28 . Here, too, the insert body 8 with all the components forms an interchangeable overall body, which enables the parts at risk of wear to be replaced easily.

Gemäß der Ausführungsform der Fig. 5 ist die Membran 24 wiederum als Vollscheibe ausgebildet und von dem Einsatzkörper 8 im Gehäuse dichtend eingespannt. Der Schaltkolben 25, die Stößelstange 30 und der Ventilkörper 34 des Auslaßventils 35 sind hier einstückig ausgebildet. Zwischen der Stößelstange 30 und dem Einsatzkörper 8 ist eine zweite Membran 47 gelagert und dichtend eingespannt, deren Faltenbildung sich zumindest teilweise an einem Bund 48 der Stößelstange 30 abstützen kann. Damit kommt eine Rückführfeder für den Schaltkolben 25 ganz oder teilweise in Fortfall. Wie ersichtlich, wird damit eine Konstruktion geschaffen, bei der keinerlei Dichtungen in Form von O-Ringen mit Zylinderlaufflächen zusammenarbeiten, sondern die Dichtfunktionen von zwei Membranen 24 und 47 erfüllt werden. Der Rückraum 27 des Schaltkolbens 25 ist damit frei von Verschmutzung und im übrigen über den axialen Kanal 28 an die Atmosphäre angeschlossen. Damit entfällt zugleich die Notwendigkeit der Verwendung von Schmiermitteln im Bereich des Schaltkolbens 25 und des Auslaßventils 35, also an Stellen, an denen erhöhte Temperaturen auftreten. Wie ersichtlich, besitzt der Ventilkörper 34 des Auslaßventils 35 eine größere Wirkfläche als die zweite Membran 47, so daß die Baueinheit zugleich die Funktion eines Sicherheitsventils erfüllen kann. Hierzu ist der Ventilkörper 34 auf der Feder 37 abgestützt.According to the embodiment of FIG. 5, the membrane 24 is again designed as a solid disc and clamped in a sealing manner by the insert body 8 in the housing. The switching piston 25 , the push rod 30 and the valve body 34 of the exhaust valve 35 are integrally formed here. Between the push rod 30 and the insert body 8 , a second membrane 47 is mounted and clamped in a sealing manner, the fold formation of which can be supported at least partially on a collar 48 of the push rod 30 . A return spring for the switching piston 25 is thus completely or partially eliminated. As can be seen, this creates a construction in which no seals in the form of O-rings work together with cylinder running surfaces, but the sealing functions are fulfilled by two membranes 24 and 47 . The rear space 27 of the switching piston 25 is thus free of dirt and connected to the atmosphere via the axial channel 28 . At the same time, this eliminates the need to use lubricants in the area of the switching piston 25 and the outlet valve 35 , that is to say at points where elevated temperatures occur. As can be seen, the valve body 34 of the outlet valve 35 has a larger effective area than the second diaphragm 47 , so that the structural unit can also perform the function of a safety valve. For this purpose, the valve body 34 is supported on the spring 37 .

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Gehäuse
2 Anschluß
3 Leitung
4 Raum
5 Rückschlagventil
6 Anschluß
7 Leitung
8 Einsatzkörper
9 Leitung
10 Drossel
11 Kammer
12 Membrankolben
13 Vorsteuerventil
14 Feder
15 Stellschraube
16 Fortsatz
17 Ventilkörper
18 Sitz
19 Kanal
20 Kanal
21 Ringspalt
22 Schaltraum
23 Bohrung
24 Membran
25 Schaltkolben
26 Lauffläche
27 Rückraum
28 axialer Kanal
29 Rückführfeder
30 Stößelstange
31 Wand
32 Dichtung
33 Abstreifer
34 Ventilkörper
35 Auslaßventil
36 Rand
37 Feder
38 Ausströmkammer
39 Radialbohrung
40 Filter
41 Deckelteil
42 Sicherungsring
43 Dichtung
44 Entlüftungsöffnung
45 Schraube
46 Dichtung
47 Membran
48 Bund 1 housing
2 connection
3 line
4 room
5 check valve
6 connection
7 line
8 insert body
9 line
10 choke
11 chamber
12 membrane pistons
13 pilot valve
14 spring
15 set screw
16 extension
17 valve body
18 seat
19 channel
20 channel
21 annular gap
22 control room
23 hole
24 membrane
25 switching pistons
26 tread
27 back room
28 axial channel
29 return spring
30 push rod
31 wall
32 seal
33 wipers
34 valve body
35 exhaust valve
36 edge
37 spring
38 outflow chamber
39 radial bore
40 filters
41 cover part
42 circlip
43 seal
44 vent
45 screw
46 seal
47 membrane
48 fret

Claims

1. Pressure regulator for compressed air supply systems in particular motor vehicles, with an exhaust valve, on the valve body of which engages a closing spring, with a switching piston for actuating the valve body of the exhaust valve and with an adjustable pilot valve for ventilating a switching space assigned to the switching piston, the switching piston in one is inserted into the housing of the pressure regulator insert body and cooperates with a push rod engaging the valve body of the outlet valve, which is sealingly guided in the insert body and partitions a rear space connected to the atmosphere with respect to the switching piston, characterized in that the switching piston ( 25 ) with a Membrane ( 24 ) is sealed, which is clamped between the insert body ( 8 ) and the housing ( 1 ) of the pressure regulator and is thus sealed and the central region of which is provided in contact with the switching piston ( 25 ).

2. Pressure regulator according to claim 1, characterized in that the membrane ( 24 ) is circular and loosely abuts the switching piston ( 25 ).

3. Pressure regulator according to claim 1, characterized in that the membrane ( 24 ) is annular and is sealingly connected, in particular screwed, to the switching piston ( 25 ).

4. Pressure regulator according to one of claims 1 to 3, characterized in that a seal ( 32 ) and a wiper ( 33 ) are provided between the push rod ( 30 ) and insert body ( 8 ).

5. Pressure regulator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the switching piston ( 25 ) and the valve body ( 34 ) of the outlet valve ( 35 ) are two separate components, and that the push rod ( 32 ) is connected to one of the two components .

6. Pressure regulator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the switching piston ( 25 ), the push rod ( 30 ) and the valve body ( 34 ) of the exhaust valve ( 35 ) are provided as a single, continuous component.

7. Pressure regulator according to one of claims 1 to 6, characterized in that a filter ( 40 ) is mounted on the insert body ( 8 ).

8. Pressure regulator according to one of claims 1 to 7, characterized in that the valve seat of the outlet valve ( 35 ) is provided on the insert body ( 8 ).

9. Pressure regulator according to one of claims 1 to 8, characterized in that between the push rod ( 30 ) and insert body ( 8 ) a further membrane ( 47 ) is provided which seals the rear space ( 27 ) of the switching piston ( 25 ) connected to the atmosphere .

10. Pressure regulator according to claim 6 and 9, characterized in that the valve body ( 34 ) of the outlet valve ( 35 ) has a larger effective area than the upward effective area of the further membrane ( 47 ).