DE4109186A1

DE4109186A1 - Druckluftversorgungseinrichtung fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE4109186A1
Application number: DE19914109186
Authority: DE
Inventors: Rudolf Froschhammer
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1991-03-20
Publication date: 1992-09-24

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckluftversorgungseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Druckluftbremsanlagen von Straßenfahrzeugen, mit einem ölgeschmierten Kompressor und einem Druckregler zum alternierenden Umschalten der Druckluftversorgungsanlage auf Druckluftförderung und Leerlauf, wobei im Leerlauf der Kompressor zumindest annähernd überdrucklose Luft aus einem ggf. schallgedämpften Auslaß zur Atmosphäre fördert.

Derartige, weitverbreitete Druckluftversorgungseinrichtungen weisen die Eigenheit auf, daß während des Leerlaufs die durch den Auslaß geförderte Luft ölhaltig sein kann; es kann damit gerechnet werden, daß der durchschnittliche Ölverbrauch von 2 kg Öl pro Jahr eines in einer derartigen Druckluftversorgungseinrichtung befindlichen Kompressors großenteils auf mit der abströmenden Luft mitgeführtem und so in die Umwelt gelangendem Öl beruht. Geht man davon aus, daß allein im Bundesgebiet ca. 660 000 Fahrzeuge mit mehr als 6 Tonnen im Verkehr sind und derartige Druckluftversorgungseinrichtungen besitzen, so ergibt sich bei dem erwähnten Durchschnitts-Ölverbrauch eine Umweltbelastung von mehr als 1300 Tonnen Öl pro Jahr.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Druckluftversorgungseinrichtung der eingangs genannten Art in einfacher und billiger und zumeist auch nachrüstbarer Weise derart auszugestalten, daß diese Umweltbelastung durch aus diesen Druckluftversorgungseinrichtungen stammendes Öl zumindest weitgehend verringert, möglichst aber ganz vermieden wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in den Auslaß ein Ölauffangbehälter eingeordnet ist, in welchem sich in auswechselbarer Anordnung ölaufnahmefähiges Material derartig befindet, daß es von der zur Atmosphäre strömenden Luft durchströmt wird. Falls das Material dabei gemäß Anspruch 2 derart ist, daß es kein Wasser aufnimmt, muß dieses Material lediglich die erwähnte Ölmenge von ca. 2 Liter je Jahr aufnehmen, wozu bei geeignetem Material nur eine relativ geringe Materialmenge von ca. 2,5 bis 3 Liter nötig ist. Der Ölauffangbehälter muß dann also bei etwa jährlichem Wechsel des Materials lediglich 2,5 l bis 3 l des Materials beinhalten und kann dementsprechend klein, leicht montierbar und leicht handhabbar gestaltet werden.

Nach der weiteren Erfindung vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Druckluftversorgungseinrichtung sind den weiteren Unteransprüchen entnehmbar.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele für nach der Erfindung ausgebildete Druckluftversorgungseinrichtungen schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Druckluftversorgungseinrichtung, wobei der Ölauffangbehälter in vergrößertem Maßstab und aufgeschnitten dargestellt ist und

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsart des Ölaufwandbehälters in der Darstellungsart nach Fig. l.

Aus Fig. 1 ist ein Kompressor 1 ersichtlich, der über ein Luftfilter 2 angesaugte Luft in eine zu einem Druckregler 3 führende Leitung 4 fördert. Der Kompressor 1 ist ölgeschmiert, er kann ein üblicher Hubkolbenkompressor oder ein andersartiger Kompressor sein. Vom Druckregler 3 führt eine Leitung 5 zu einer im weiteren nicht dargestellten Druckluftanlage, insbesondere Druckluftbremsanlage eines Fahrzeuges, insbesondere Straßenfahrzeuges. Der Auslaß des Druckreglers 3 ist über eine Leitung 6 mit dem Eingangsanschluß 7 eines Ölauffangbehälters 8 verbunden.

Der Ölauffangbehälter 8 weist ein im Fahrzeug fest montiertes Deckelteil 9 mit dem Eingangsanschluß 7 auf, an welches dicht, aber leicht abnehmbar ein Topfteil 10 angesetzt ist. Der Eingangsanschluß 7 mündet im Deckelteil 9 in ein dieses durchziehendes Luftverteilrohr 11 ein, welches seitlich mit einer Vielzahl von relativ kleinquerschnittigen Öffnungen 12 versehen ist und durch diese die durch den Eingangsanschluß 7 einströmende Luft über den ganzen Innenraum des Deckelteiles 9 verteilt. Das Topfteil 10 beinhaltet einen mit einem Material 13 gefüllten Raum, das Material 13 ist ölaufnahmefähig, es nimmt jedoch kein Wasser auf. Derartiges Material kann aus einer spezialbehandelten Naturborke bestehen, welche von Baumwolle umhüllt ist und keine weiteren, chemischen Zusätze beinhaltet. Ein derartiges Material ist beispielsweise unter dem Handelsnamen Bioreg der Firma Este im Handel erhältlich. Eine Menge von ca. 2,5 Liter dieses Materials ist in der Lage, ca. 1,8 Liter Öl aufzunehmen, ohne sich mit Wasser, insbesondere Kondenswasser zu sättigen. Dieses, den größten Teil des Volumens des Topfteiles 10 einnehmende Material 13 ist oberseitig durch eine Halterung 14 abgedeckt, welche zwar luftdurchlässig, für das Material 13 jedoch undurchlässig ist; diese Halterung 14 kann beispielsweise aus einem Drahtgewebe bestehen, das zusätzlich durch ein Lochblech verstärkt sein kann. Die Halterung 14 grenzt das Material 13 gegen einen Raum 15 im Deckelteil 19 ab, in welchem sich das Luftverteilrohr 11 befindet. Das Topfteil 10 ist seitlich des das Material 13 aufnehmenden Raumes von einem Luftführungskanal bzw. Rohr 16 durchsetzt, welcher bzw. welches einerseits in den Raum 15, gegenüberliegend zu einer in bezug auf die Öffnungen 12 einen größeren Querschnitt aufweisenden Öffnung 12′ des Luftverteilrohres 11 einmündet und welcher bzw. welches dem Bodenteil 17 des Topfteiles 10 gegenüber einem diesen durchsetzenden Luftaustritt 18 offen endet. Der das Material 13 aufnehmende Raum steht so am Ende des Luftkanals bzw. Rohres 16 mit dem zur Atmosphäre führenden Luftaustritt 18 in Verbindung; zweckmäßig wird eine nicht dargestellte Halterung ähnlich der Halterung 14 vorgesehen, welche zwar luftdurchlässig ist, aber das Material 13 zurückhält und welche der Verbindung vom das Material 13 aufnehmenden Raum zum Luftaustritt 18 vorgeschaltet ist.

Die Druckluftversorgungsanlage arbeitet derart, daß der Kompressor 1 bei ungenügendem Druck in der Leitung 5 und damit der Druckluftanlage des Fahrzeuges komprimierte Luft durch die Leitung 4, den Druckregler 3 und die Leitung 5 zu der Druckluftanlage fördert, bis diese einen Abschaltdruck erreicht. Die Leitung 6 ist während dessen von der Leitung 4 abgetrennt. Bei Erreichen des Abschaltdruckes schaltet der Druckregler 3 um, er trennt hierbei die Leitung 4 von der Leitung 5 ab und verbindet die Leitungen 4 und 6 miteinander, wodurch die vorangehende Förderphase beendet wird und eine Leerlaufphase beginnt. Während dieser Leerlaufphase fördert der Kompressor 1 durch das Luftfilter 2 angesaugte Luft nahezu ohne Oberdruck durch die Leitung 4, den Druckregler 3, die Leitung 6 und den Ölauffangbehälter 8 zu dessen Luftaustritt 18, wo diese Luft wieder zur Atmosphäre abströmt. Sobald in der Druckluftanlage der Druck unter einem bestimmten Einschaltdruck sinkt, schaltet der Druckregler 3 von der Leerlaufphase wieder auf die Förderphase um. Der Kompressor 1 ist ölgeschmiert, er weist die Eigenheit auf, daß in ihm die während der Leerlaufphase geförderte Luft Schmieröl zur Leitung 6 mitnimmt.

Die während der Leerlaufphase durch die Leitung 6 und den Eingangsanschluß 7 in das Luftverteilrohr 11 des Ölauffangbehälters 8 einströmende Luft wird durch die Öffnungen 12 größtenteils im Raum 15 gleichmäßig verteilt, während ein gewisser Anteil durch die Öffnung 12′ zum Luftkanal bzw. Rohr 16 strömt. Aus dem Raum 15 strömt diese Luft durch die Halterung 14, durchströmt das Material 13 und gelangt nahe des Bodenteils 17 zum Luftaustritt 18, wo sie gemeinsam mit der den Luftkanal bzw. das Rohr 16 durchströmenden Luft durch den Luftaustritt 18 zur Atmosphäre austritt. Beim Durchströmen des Materials 13 gibt diese Luft das von ihr mitgenommene Öl an das Material 13 ab, welche es aufnimmt; die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit durchströmt das Material 13 und wird von diesem nicht aufgenommen oder zurückgehalten. Aus dem Luftaustritt 18 tritt somit großenteils vom mitgenommenen Schmieröl des Kompressors 1 befreite Luft zur Atmosphäre aus. Der Luftkanal bzw. das Rohr 16 überbrückt strömungsmäßig das Material 13, er dient zur Senkung des Staudruckes für die von der Leitung 16 in den Ölauffangbehälter 8 einströmende und durch dessen Luftaustritt 18 wieder abströmenden Luft, also zur Senkung des Strömungswiderstandes für die den Ölauffangbehälter 8 durchströmende Luft, wodurch die Leerlaufverluste des Kompressors 1 während der Leerlaufphase niedrig gehalten werden. Das Öl reichert sich im Material 13 an, bei Erschöpfung der Ölaufnahmefähigkeit ist das Material gegen neues zu tauschen, wozu das Topfteil 10 vom Deckelteil 9 abzunehmen ist. Bei ca. 2,5 bis 3 Liter Materialvolumen und durchschnittlichem Betrieb der Druckluftversorgungsanlage ist es zweckmäßig, das Material 13 ein Mal jährlich zu wechseln. Selbstverständlich kann auch ein kleinerer Öl Auffangbehälter mit einer geringeren Materialmenge verwendet werden, die Wechselintervalle für das Material sind dann entsprechend häufiger.

Der den Luftkanal bzw. das Rohr 16 während Leerlaufphasen durchströmende Luftanteil wird nicht vom mitgenommenen Öl befreit. Soll dies vermieden werden, so kann in den Luftkanal bzw. das Rohr 16 ein Überströmventil eingeordnet werden, welches nur bei Überschreiten eines allerdings noch sehr niedrigen Überdruckes im Raum 15 in Strömungsrichtung zum Luftaustritt 18 öffnet; bei ordnungsgemäßem Material 13 ist diese Überströmventil geschlossen, so daß den Luftkanal bzw. das Rohr 16 keine Luft durchströmen kann und somit die ganze, vom Kompressor 1 geförderte Leerlaufluft das Material 13 durchströmt und von Öl gereinigt wird. Nur dann, wenn der Durchströmungswiderstand des Materials 13 aus irgend welchen Gründen, beispielsweise infolge einer Überlastung durch aufgenommenes Öl, über einen bestimmten Grenzwert ansteigt, wird im Raum 15 der Öffnungsdruck des Überströmventils erreicht, so daß ab diesem Zeitpunkt Luft auch den Luftkanal bzw. das Rohr 16 durchströmen und ungereinigt durch den Luftaustritt 18 zur Atmosphäre austreten kann, wodurch der Gegendruck für den Kompressor 1 in der Leerlaufphase niedrig gehalten wird. Das Material 13 ist bei Erreichen dieses Zustandes baldmöglichst zu wechseln.

Der in Fig. 2 dargestellte Ölauffangbehälter entspricht im wesentlichen demjenigen nach Fig. 1, gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei dem Ölauffangbehälter 8 nach Fig. 2 schließt an den Eingangsanschluß 7 ein Schalldämpfer 19 üblicher Bauart an, welcher im Raum 15 angeordnet ist und zugleich der Luftverteilung der durch den Eingangsanschluß 7 eintretenden Luft im Raum 15 dient. Die Halterung 14 ist verschieblich im Topfteil 10 gehalten, sie wird von einer im Raum 15 befindlichen Druckfeder 20 in Andrückrichtung an das Material 13 belastet. Nahe des Bodenteiles 17 befindet sich im Topfteil 10 ein Raum 21, welcher durch eine Halterung 22 vom das Material 13 aufnehmenden Raum abgetrennt ist; die Halterung 22 ist wie die Halterung 14 luftdurchlässig, aber das Material 13 zurückhaltend ausgebildet, sie kann identisch gleich der Halterung 14 sein und durch an topfteilfeste Auflager 23 im Topfteil 10 gehaltert sein. Weiterhin befindet sich im Topfteil 10 ein den das Material 13 aufnehmenden Raum überbrückender Luftkanal bzw. Rohr 16, welcher vom Raum 15 zum Raum 21 und dem mit diesem verbundenen Luftaustritt 18 führt und welcher wie der Luftkanal bzw. das Rohr 16 des Ölauffangbehälters 8 mit einem nicht dargestellten Überströmventil ausstattbar ist. Die Funktionsweise des Ölauffangbehälters 8 nach Fig. 2 entspricht derjenigen des Ölauffangbehälters 8 nach Fig. 1, wobei lediglich das Abströmen der Luft aus dem das Material 13 aufnehmenden Raum zum Luftaustritt 18 durch die großflächige Halterung 22 und den Raum 21 verbessert ist.

Die Druckfeder 20 hält das Material 13 unter geringer, mechanischer Verspannung, so daß beim Ein- und Abschalten der Luftdurchströmung und auch bei Fahrerschütterungen Bewegungen und Reibungen zwischen den Teilchen dieses Materials weitgehend vermieden werden, das Material somit keine mechanischen Beschädigungen erleidet.

In Abänderung zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist es selbstverständlich auch möglich, dem Luftaustritt 18 einen Schalldämpfer nachzuschalten. Weiterhin ist es möglich, das Material 13 in einem ringzylindrischen Raum anzuordnen, dessen zylindrische Begrenzungsflächen als Halterungen 14 bzw. 22 ausgebildet sind und welcher beispielsweise von der abströmenden Luft radial von innen nach außen oder umgekehrt durchströmt wird. Bei allen Ausführungsformen ist es schließlich möglich, das Material 13 in einer als auswechselbare Baueinheit ausgebildeten Patrone einzubringen, wobei die Patrone nach Lösen lediglich eines Deckel teils in ein am Fahrzeug fest montiertes, den Eingangsanschluß 7 und auch den Luftaustritt 18 aufweisendes Gehäuse einsetzbar und aus diesem Gehäuse auch wieder entfernbar ist.

Kurzfassung

Die Druckluftversorgungseinrichtung ist insbesondere für Druckluftbremsanlagen von Straßenfahrzeugen vorgesehen, sie umfaßt einen ölgeschmierten Kompressor (1) und einen Druckregler (3) zur alternierenden Umschaltung auf Druckluftförderung und Leerlauf. Im Leerlauf fördert der Kompressor (3) zumindest annähernd drucklos Luft durch einen Luftaustritt (18) zur Atmosphäre. Dem Luftaustritt (18) ist ein Ölauffangbehälter (8) vorgeschaltet, welcher ein Material (13) enthält, welches von der im Leerlauf vom Kompressor (1) geförderten Luft durchströmt wird und von dieser Luft mitgenommenes Schmieröl des Kompressors aufnimmt. Durch den Luftaustritt (18) strömt somit während der Leerlaufphase nur weitgehend von Öl befreite Luft zur Atmosphäre ab.

Bezugszeichenliste

1 Kompressor
2 Luftbehälter
3 Druckregler
4 Leitung
5 Leitung
6 Leitung
7 Eingangsanschluß
8 Ölauffangbehälter
9 Deckelteil
10 Topfteil
11 Luftverteilerrohr
12 Öffnung
12′ Öffnung
13 Material
14 Halterung
15 Raum
16 Luftkanal bzw. Rohr
17 Bodenteil
18 Luftaustritt
19 Schalldämpfer
20 Druckfeder
21 Raum
22 Halterung
23 Auflager

Claims

1. Druckluftversorgungseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Druckluftbremsanlagen von von Straßenfahrzeugen, mit einem ölgeschmierten Kompressor (1) und einem Druckregler (3) zum alternierenden Umschalten der Druckluftversorgungsanlage auf Druckluftförderung und Leerlauf, wobei im Leerlauf der Kompressor (1) zumindest annähernd überdrucklose Luft durch einen ggf. schallgedämpften Auslaß (18) zur Atmosphäre fördert, dadurch gekennzeichnet, daß in den Auslaß (18) ein Ölauffangbehälter (8) eingeordnet ist, in welchem sich in auswechselbarer Anordnung ölaufnahmefähiges Material (3) derart befindet, daß es von der zur Atmosphäre strömenden Luft durchströmt wird.

2. Druckluftversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (3) kein Wasser aufnimmt.

3. Druckluftversorgungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (3) baumwollumhüllte Naturborke ist.

4. Druckluftversorgungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölauffangsbehälter (8) einen mit dem Material (3) gefüllten Raum aufweist, welchem die dem Ölauffangbehälter (8) über einem Eingangsanschluß (7) zugeführte Luft über eine Luftverteileinrichtung (11) zugeführt wird, daß das Material (3) in Strömungsrichtung gesehen zwischen zwei siebartigen Halterungen (14; 22) gehaltert ist, daß an die abströmseitige Halterung (22) ein mit einem Luftaustritt (18) aus dem Ölauffangbehälter (8) verbundener Raum (21) angrenzt und daß der Eingangsanschluß (7) und der mit dem Luftaustritt (18) verbundene Raum (15; 21) durch einen den materialgefüllten Raum umgehenden Oberbrückungs-Luftkanal (16) miteinander verbunden sind, der zumindest bei einen bestimmten Durchströmungswiderstandswert übersteigerndem Durchströmungswiderstand des materialgefüllten Raumes offen ist.

5. Druckluftversorgungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ölauffangbehälter (8) eingangs- oder ausgangsseitig ein Schalldämpfer (19) integriert ist.

6. Druckluftversorgungsanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (3) sich zwischen einer unteren und einer oberen, siebartigen Halterung (14; 22) befindet und daß die untere Halterung (22) gehäusefest und die obere Halterung (14) vertikal beweglich und materialabgewandt von einer Druckfeder (20) belastet ist.

7. Druckluftversorgungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen (14; 22) aus ggf. durch Lochbleche verstärktem Drahtgewebe bestehen.

8. Druckluftversorgungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölauffangbehälter (8) ein am Fahrzeug fest montiertes Deckelteil (9) mit dem Eingangsanschluß (7) und der Luftverteileinrichtung (9) und ein leichtlösbar an dieses dichtend ansetzbares Topfteil (10), enthaltend das Material (3) mit dessen Halterungen (14; 22) und den Luftaustritt (18), aufweist.

9. Druckluftversorgungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölauffangbehälter ein fahrzeugfest montiertes Gehäuse mit einem lösbaren Deckelteil aufweist, wobei das Material sich in einer als auswechselbare Baueinheit ausgebildeten Patrone befindet, die bei abgenommenem Deckelteil in das Gehäuse einsetz- und aus diesem entfernbar ist.