DE4141696A1

DE4141696A1 - Commercial vehicle brake air drying assembly - ensures adequate supply of compressed air under conditions of high demand and normal operating conditions

Info

Publication number: DE4141696A1
Application number: DE19914141696
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl Ing Weller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-12-18
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 1993-07-01

Abstract

Control valve (15) in an air reservoir regeneration pipe is changed to its open position (1) when a pressure regulator (9) initiates the regeneration of a drying agent in a container (2). The control valve (15) controls the period of regeneration in relation to the differential pressure between a reference pressure and the actual pressure in the reservoir. In addn. the control valve (15) is secured in its regeneration position (1) by an electromagnetic actuator (26) after the switch-off timer (30) has been set for the pressure controller (9). The timer (30) ensures the regeneration period is adequate, while the differential pressure-dependent control is effective from the storage reservoir during normal bleed of pressurised air. USE/ADVANTAGE - The assembly forms an air drier suitable for use on commercial vehicles brakes. The arrangement ensures that an adequate regeneration period for the compressed air reservoir is achieved, even in both periods of heavy use and normal operating conditions.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Lufttrockner für Druckluftanlagen nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention relates to an air dryer for compressed air systems according to the genus of the main claim.

Es ist schon ein derartiger Lufttrockner bekannt (DE 31 39 683 C2). Dieser besitzt ein Steuerventil, in dem eine Membrane zwei Kammern druckdicht voneinander trennt. In einer Kammer herrscht der bei Ab schalten des Druckreglers erreichte Druck als Referenzdruck, während die andere Kammer dem aktuellen Druck im Vorratsbehälter unterworfen ist. Die Membrane des Steuerventils dient zugleich als Steuerglied, welches die Regenerierung des Trockenmittels dann abbricht, wenn der Druck in der anderen Kammer aufgrund von Druckluftentnahme aus dem Vorratsbehälter auf einen vorgegebenen Differenzdruck abgefallen ist. Diese druckabhängige Steuerung der Regenerierung ist unter nor malen Betriebsbedingungen ausreichend. Bei einer Bergabfahrt eines Nutzfahrzeugs mit hoher Luftentnahme aus dem Vorratsbehälter für Bremszwecke kann es jedoch zu vorzeitigem Abschalten der Regenerie rung kommen. Das Trockenmittel ist dann unzureichend regeneriert, so daß der Lufttrockner die vom Luftkompressor zugeführte Luft nicht ausreichend entfeuchten kann. Such an air dryer is already known (DE 31 39 683 C2). This has a control valve in which a membrane has two chambers separates from each other in a pressure-tight manner. In a chamber there is Ab switching the pressure regulator reached pressure as the reference pressure while the other chamber is subjected to the current pressure in the reservoir is. The membrane of the control valve also serves as a control element, which stops the regeneration of the desiccant when the Pressure in the other chamber due to the extraction of compressed air from the Reservoir dropped to a predetermined differential pressure is. This pressure-dependent control of the regeneration is under nor paint operating conditions sufficient. When descending a hill Commercial vehicle with high air extraction from the storage container for However, braking purposes can lead to the premature shutdown of the regeneration come. The desiccant is then insufficiently regenerated, so that the air dryer is not the air supplied by the air compressor can dehumidify sufficiently.

Advantages of the invention

Der erfindungsgemäße Lufttrockner mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auch bei hoher Druckluftentnahme aus dem Vorratsbehälter eine durch das Zeitglied sichergestellte, ausreichend lange Regenerierdauer erreicht wird. Bei normaler Luftentnahme kann dagegen die differenzdruckabhängige Steuerung der Regenerierdauer maßgebend sein. Mit geringem Zusatz aufwand ist unter Verwendung des Steuerventils somit eine sowohl differenzdruckabhängige als auch zeitabhängige Steuerung der Rege nerierdauer erzielt, welche allen Betriebsbedingungen gerecht wird.The air dryer according to the invention with the characteristic features the main claim has the advantage that even at high Extraction of compressed air from the reservoir by the timer ensured, sufficiently long regeneration time is reached. With normal air extraction, on the other hand, the differential pressure-dependent Control of the regeneration time can be decisive. With little addition effort is thus both using the control valve differential pressure-dependent as well as time-dependent control of the rain achieved duration that meets all operating conditions.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Lufttrockners möglich.The measures listed in the subclaims provide for partial training and improvements in the main claim specified air dryer possible.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung als Funk tionsschema vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Be schreibung näher erläutert.An embodiment of the invention is in the drawing as a radio tion scheme simplified and shown in the following Be spelling explained in more detail.

Description of the embodiment

Ein in der Zeichnung schematisch dargestellter Lufttrockner 1 be steht aus einem ein regenerierbares Trockenmittel enthaltenden Be hälter 2 und einem Steuerteil 3. Der Lufttrockner 1 besitzt eine Leitung 4, in deren Verlauf der Trockenmittelbehälter 2 angeordnet ist. Die Leitung 4 steht in der Zeichnung links mit einem nicht dar gestellten Luftkompressor in Verbindung; rechts ist sie mit wenig stens einem gleichfalls nicht dargestellten Druckluft-Vorratsbehäl ter verbunden. Zwischen dem Druckmittelbehälter 2 und dem Vorratsbe hälter ist in der Leitung 4 ein Rückschlagventil 5 mit Durchlaßrich tung vom Luftkompressor zum Vorratsbehälter angeordnet. Außerdem ist parallel zum Trockenmittelbehälter 2 ein Überströmventil 6 vorge sehen.An air dryer 1, which is shown schematically in the drawing, consists of a container 2 containing a regenerable drying agent and a control part 3 . The air dryer 1 has a line 4 , in the course of which the desiccant container 2 is arranged. The line 4 is in the drawing on the left with an air compressor not shown in connection; on the right, it is connected to at least one compressed air storage container, also not shown. Between the pressure medium container 2 and the Vorratsbe container, a check valve 5 is arranged in the line 4 with passage direction from the air compressor to the reservoir. In addition, an overflow valve 6 is seen parallel to the desiccant container 2 .

In das Steuerteil 3 des Lufttrockners 1 ist ein Druckregler 9 inte griert. Dieser vermag in Abhängigkeit vom vorratsbehälterseitigen Druck den luftkompressorseitigen Teil der Leitung 4 über ein Entlüf tungsventil 10 und einen Ablaßstutzen 11 mit der Atmosphäre zu ver binden.In the control part 3 of the air dryer 1 , a pressure regulator 9 is inte grated. This can, depending on the reservoir-side pressure, connect the air compressor-side part of the line 4 via a ventilation valve 10 and a discharge nozzle 11 to the atmosphere.

Vorratsbehälterseitig zweigt nach dem Rückschlagventil 5 von der Leitung 4 eine Regenerierleitung 14 ab, in der ein Steuerventil 15 angeordnet ist. Nach dem Steuerventil 15 und nach einer Drossel stelle 16 mündet die Regenerierleitung 14 zwischen dem Rückschlag ventil 5 und dem Druckmittelbehälter 2 wieder in die Leitung 4 ein. Das Steuerventil 15 ist zwischen einer Sperrstellung 0 und einer Durchlaßstellung I schaltbar. Es besitzt als Steuerglied eine nicht dargestellte Membrane, welche zwei durch pneumatische Betätigungs mittel sinnbildlich dargestellte Steuerkammern 17 und 18 druckdicht voneinander trennt. (Das Steuerventil 15 entspricht somit demjenigen aus der eingangs erwähnten DE 31 39 683 C2.) Die Steuerkammer 17 steht durch eine pneumatische Steuerleitung 19 mit dem drosselseiti gen Abschnitt der Regenerierleitung 14 in Verbindung; die Steuerkam mer 18 ist durch eine pneumatische Steuerleitung 20 mit dem vorrats behälterseitigen Abschnitt der Regenerierleitung 14 verbunden. Die Steuerleitung 20 ist durch ein Sperrventil 21 überwachbar. Zwischen dem Sperrventil und der Steuerkammer 18 ist im Verlauf der Steuer leitung 20 ein Referenzvolumen 22 angeordnet.On the reservoir side, after the check valve 5, a regeneration line 14 branches off from the line 4 , in which a control valve 15 is arranged. After the control valve 15 and after a throttle point 16 , the regeneration line 14 opens between the check valve 5 and the pressure medium container 2 again in line 4 . The control valve 15 can be switched between a blocking position 0 and an open position I. It has as a control element a membrane, not shown, which separates two control chambers 17 and 18, symbolically shown by pneumatic actuation means, from one another in a pressure-tight manner. (The control valve 15 thus corresponds to that from the aforementioned DE 31 39 683 C2.) The control chamber 17 is connected by a pneumatic control line 19 to the section of the regeneration line 14 on the throttle side; the Steuererkam mer 18 is connected by a pneumatic control line 20 to the reservoir-side portion of the regeneration line 14 . The control line 20 can be monitored by a check valve 21 . Between the check valve and the control chamber 18 , a reference volume 22 is arranged in the course of the control line 20 .

Auf die Membrane des Steuerventils 15 wirken außerdem noch auf der Seite der Steuerkammer 17 eine Druckfeder 25 sowie ein elektromagne tisches Betätigungsmittel 26 ein. Das Betätigungsmittel 26 ist mit einer elektrischen Steuerleitung 27 an eine nicht dargestellte Span nungsquelle angeschlossen. In der Steuerleitung 27 befindet sich ein als Schließer ausgebildeter Schalter 28, welcher durch eine pneuma tische Steuerleitung 29 mit dem luftkompressorseitigen Abschnitt der Leitung 4 in Verbindung steht. Der Schalter 28 ist Bestandteil eines Zeitgliedes 30.On the membrane of the control valve 15 also act on the side of the control chamber 17, a compression spring 25 and an electromagnetic actuating means 26 . The actuator 26 is connected to an electrical control line 27 to a voltage source, not shown. In the control line 27 there is a switch 28 which is designed as a make contact and which is connected by a pneumatic control line 29 to the section of line 4 on the air compressor side. The switch 28 is part of a timer 30 .

Mode of action

Die vom Luftkompressor geförderte Druckluft wird beim Durchströmen der Leitung 4 im Trockenmittelbehälter 2 durch das Trockenmittel entfeuchtet und zum Vorratsbehälter abgegeben. Bei dieser Betriebs weise nehmen das Überströmventil 6, der Druckregler 9, das Entlüf tungsventil 10, das Sperrventil 21, der Schalter 28 des Zeitgliedes 30 und das Steuerventil 15 ihre gezeichnete Stellung ein. Mit dem Erreichen des Abschaltdrucks des Druckreglers 9 betätigt dieser das Entlüftungsventil 10, welches die weiterhin vom Luftkompressor ge förderte Druckluft zur Atmosphäre absteuert. Gleichzeitig schaltet das Sperrventil 21 um, so daß der im Referenzvolumen 22 und in der Steuerkammer 18 herrschende Luftdruck eingeschlossen ist. Bei Errei chen des Abschaltdrucks des Druckreglers 9 ist auch der Schalter 28 des Zeitgliedes 30 geschlossen worden, so daß das elektromagnetische Betätigungsmittel 26 das Steuerventil 15 in der Durchlaßstellung I hält. (In der nachfolgenden Beschreibung bleibt die Wirkung des elektromagnetischen Betätigungsmittels 26 unberücksichtigt.) In die ser Stellung des Steuerventils 15 wird Druckluft aus dem Vorrats behälter entnommen und strömt, da das Rückschlagventil 5 sperrt, durch die Regenerierleitung 14 unter Überwindung der Drosselstelle 16 in die Leitung 4 und weiter durch den Trockenmittelbehälter 2 so wie das Entlüftungsventil 10 und den Ablaßstutzen 11 zur Atmosphäre. Dabei bewirkt die trockene Luft des Vorratsbehälters eine Regenerie rung des Trockenmittels im Trockenmittelbehälter 2, d. h. dem Trockenmittel wird Feuchtigkeit entzogen und an die Atmosphäre abge geben. Während dieser vom Druckregler 9 eingeschalteten Druckmittel entnahme aus dem Vorratsbehälter für die Regenerierung des Druckmit tels sinkt der Druck im Vorratsbehälter und demzufolge auch in der Steuerkammer 17 des Steuerventils 15 ab. Sobald ein vorbestimmter Differenzdruck zwischen der Steuerkammer 17 und der Steuerkammer 18 des Steuerventils 15 erreicht ist, der die Wirkung der Druckfeder 25 kompensiert, wird das Schaltventil 15 aus seiner Durchlaßstellung I in seine Sperrstellung 0 umgeschaltet. Die weitere Druckluftentnahme aus dem Vorratsbehälter zu Regenerierzwecken ist damit unterbunden. Durch die Entnahme von Druckluft aus dem Vorratsbehälter zur Versor gung nicht dargestellter Verbraucher wird schließlich der Einschalt druck des Druckreglers 9 erreicht und das Entlüftungsventil 10 ge schlossen. Der Luftkompressor fördert nun Luft auf den Weg durch den Trockenmittelbehälter 2 in den Vorratsbehälter.The compressed air delivered by the air compressor is dehumidified when the desiccant flows through the line 4 in the desiccant container 2 and is released to the storage container. In this mode of operation, the overflow valve 6 , the pressure regulator 9 , the venting valve 10 , the check valve 21 , the switch 28 of the timer 30 and the control valve 15 assume their position. When the cut-off pressure of the pressure regulator 9 is reached , the latter actuates the vent valve 10 , which controls the compressed air, which is still conveyed by the air compressor, to the atmosphere. At the same time, the check valve 21 switches over so that the air pressure prevailing in the reference volume 22 and in the control chamber 18 is enclosed. When Errei Chen the cut-off pressure of the pressure regulator 9 , the switch 28 of the timer 30 has been closed so that the electromagnetic actuating means 26 holds the control valve 15 in the open position I. (In the following description, the effect of the electromagnetic actuating means 26 is not taken into account.) In the water position of the control valve 15 , compressed air is removed from the storage container and flows because the check valve 5 blocks, through the regeneration line 14 by overcoming the throttle point 16 in the line 4 and further through the desiccant container 2 as well as the vent valve 10 and the drain port 11 to the atmosphere. The dry air of the storage container causes regeneration of the desiccant in desiccant container 2 , ie moisture is removed from the desiccant and released into the atmosphere. During this pressure medium switched on by the pressure regulator 9 , removal from the reservoir for the regeneration of the pressure medium, the pressure in the reservoir and consequently also in the control chamber 17 of the control valve 15 decreases. Once a predetermined differential pressure between the control chamber 17 and the control chamber 18 of the control valve 15 is achieved which compensates for the action of the compression spring 25, the switching valve is switched from its open position I into its blocking position vice 0 15 °. The further extraction of compressed air from the storage container for regeneration purposes is prevented. By removing compressed air from the reservoir for supply supply not shown, the switch-on pressure of the pressure regulator 9 is finally reached and the vent valve 10 is closed ge. The air compressor now conveys air on its way through the desiccant container 2 into the storage container.

Die vorbeschriebene differenzdruckgesteuerte Entnahme von Druckluft aus dem Vorratsbehälter für die Regenerierung des Druckmittels ist dann eine ausreichend lange Zeitdauer wirksam, wenn keine oder eine normale Druckluftentnahme aus dem Vorratsbehälter durch Verbraucher stattfindet. Wird dem Vorratsbehälter jedoch eine große Druckluft menge rasch entzogen, so schaltet die differenzdruckabhängige Steue rung das Steuerventil 15 nach einer für die Regenerierung des Trockenmittels zu kurzen Dauer um. In einem solchen Fall wird jedoch das Zeitglied 30 wirksam. Das vom Schaltdruck des Druckreglers 9 ausgelöste Zeitglied 30 hält nämlich den Schalter 28 während einer solch langen Zeitdauer geschlossen, welche für die Regenerierung des Druckmittels ausreichend ist. Das vom Zeitglied 30 geschaltete elektromagnetische Betätigungsmittel 26 hält während dieser Zeit dauer das Steuerventil 15 in seiner die Regenerierung zulassenden Durchlaßstellung I fest, und zwar unabhängig vom Differenzdruck in den Steuerkammern 17 und 18. Nach einer die Regenerierung sicher stellenden Zeitdauer öffnet der Schalter 28 den Stromkreis des elektromagnetischen Betätigungsmittels 26, so daß nun der Differenz druck wirksam werden und das Steuerventil 15 von der Durchlaßstel lung I in die Sperrstellung 0 umschalten kann.The above-described differential pressure-controlled removal of compressed air from the storage container for the regeneration of the pressure medium is effective for a sufficiently long period of time if there is no or normal extraction of compressed air from the storage container by consumers. However, if a large amount of compressed air is quickly removed from the storage container, the differential pressure-dependent control switches the control valve 15 after a period that is too short for the regeneration of the desiccant. In such a case, however, the timer 30 takes effect. The timer 30 triggered by the switching pressure of the pressure regulator 9 keeps the switch 28 closed for such a long period of time which is sufficient for the regeneration of the pressure medium. The electromagnetic actuating means 26 switched by the timing element 30 holds the control valve 15 in its passage position I permitting regeneration during this time, regardless of the differential pressure in the control chambers 17 and 18 . After a period of time ensuring the regeneration, the switch 28 opens the circuit of the electromagnetic actuating means 26 so that the differential pressure now takes effect and the control valve 15 can switch from the passage position I to the blocking position 0.

Claims

1. Air dryer ( 1 ) for compressed air systems, in particular brake systems of commercial vehicles, with a regenerable desiccant containing container ( 2 ) in a line from an air compressor to at least one compressed air storage container line ( 4 ), with a pressure regulator ( 9 ) for switching off the compressed air supply to Vorratsbehäl ter and for switching on the compressed-air removal from the Vorratsbehäl ter for the regeneration of the desiccant and with a control valve (15), the control member in response to a differential pressure between a reference pressure and the actual pressure in controls before ratsbehalter the regeneration time, characterized characterized in that the control valve ( 15 ) by acting on its control member of the electromagnetic actuating means ( 26 ) in its regeneration-permitting position (I) can be held in accordance with the duration of action of an at least approximate cut-off pressure of the pressure regulator ( 9 ) triggered Zeitgli edes ( 30 ).

2. Air dryer according to claim 1, characterized in that the timing element ( 30 ) has a switch ( 28 ) which closes a circuit of the electromagnetic actuating means ( 26 ) upon reaching the switching pressure of the pressure regulator ( 9 ) and after a regeneration ensuring period of time opens.

3. Air dryer according to claim 2, characterized in that the switch ( 28 ) from the pressure in the line ( 4 ) between the Luftkompres sor and the desiccant container ( 2 ) can be actuated.