DE8229471U1

DE8229471U1 - Druckluftfuellvorrichtung fuer druckluftspeicher

Info

Publication number: DE8229471U1
Application number: DE19828229471
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-10-21
Filing date: 1982-10-21
Publication date: 1984-03-29
Also published as: FR2535012A1; FR2535012B1

Description

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Gebraüchsmusteranmeldurig G 82 29 471.2 R₄ 18149 He/Wl Robeirt Bosch GmbH, Stuttgart 8. Dezember¹ 1982

Druckluftfüllvorrichtung für Druckluftspeicher Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Diruckluftfüllvorrichtung für Druckluftspeicher, insbesondere in Druckluftversorgungssysteinen von Pneumatikaggregaten, wie Druckluftbremsen, pneumatische Türbetätiger od. dgl. in Nutzfahrzeugen, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Bei Druckluftfüllvorrichtungen dieser Art besteht die Notwendigkeit, bei Erreichen des Betriebsdruckes des Druckluftversorgungssystems, also des zulässigen Fülldruckes der Speicher, die Luftförderung durch den Luftkompressor zu unterbrechen und erst wieder zuzulassen, wenn der Druck im Druckluftsystem durch eingeschaltete Verbraucher unter den Betriebsdruck abgefallen ist. Bei Luftkompressoren, die nicht im Aussetzbetrieb arbeiten, erreicht man dies entweder durch Ausblasen der im Luftkompressor komprimierten Luft ins Freie oder durch sogenannte Schadraumregelung. Bei letzterer wird der sogenannte Schadraum oberhalb des oberen Kolbentotpunktes des Luftkompressors mittels eines sogenannten Schadraumventils durch Zuschalten und Absperren eines zusätzlichen Volumens vergrößert oder verkleinert. Ist

J das Schadraumventil geschlossen, so ist das Zusatzvolumen abgesperrt. Der Luftkompressor arbeitet in der Förderphase und verdichtet Luft bis über den vor-

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gegeben Betriebsdruck des Drückluftvefsorgungssystems von 2.B. 8 bar. Ist hingegen das Schadraumventil geöffnet/ so kann der Luftkömpressor die Luft infolge des vergrößerten Schadraums nicht mehr bis zum Betriebsdruck verdichten. Damit kann auch in das auf Betriebsdruck vorgespannte Drucklüftversörgungäsystem keine Luft mehr hineingefördert werden. Die in der Leerlaufphase dem Luftkompressor zuzuführende Energie ist um ein Vielfaches geringer als die dem Luftkompressor in der Förderphase zuzuführende Energie und ist im wesentlichen bedingt durch Reibungsverluste und ähnlichem*

Bei einer bekannten Drucld-uftfüllvorrichtung der eingangs genannten Art sind das Schutzventil, das dem Schutzventil vorgeschaltete Rückschlagventil, das auf der Eingangsseite des Rückschlagventils angeschlossene Überdruckventil und das auf der Ausgangsseite des Rückschlagventils angeschlossene Schaltventil zum Betätigen des Schadraumventils als Einzelbauelemente ausgeführt, die durch Druckluftleitunqen miteinander verbun-äen sind. Durch die Vielzahl der Einzelbauelemente ist eine Vielzahl von Verbindungsleitungen und Anschlußstellen erforderlich. Dies bedeutet eine Vielzahl von möglichen Undichtigkeits- und Leckstellen. Außerdem ist bei rauher Betriebsweise, wie sie z.B. bei Nutzfahrzeugen häufig auftritt, die Gefahr von Brüchen einer oder mehrerer der vielen Verbindungsleitungen groß.

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Vorteile der'—Erfindung

I Die erfindüngsgemäße DrUöklüftfüllvorrichtürig mit den

kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegen-

, über den Vorteil, daß zwischen Luftkompressor und

Schutzventil die Zahl der Leitungen und Anschlußstellen drastisch reduziert ist. Nur insgesamt drei Leitungsstücke und damit sechs Anschlußstellen sind

noch vorhanden. Damit wächst die Sicherheit der 's
ΐ Druckluftfüllvorrichtung gegen z.B. durch den Älterungs-

prozeß oder durch extreme Einsatzbedingungen bedingte

t Schäden beträchtlich und damit auch der Zuverlässig-

I , keitsgrad des gesamten Druckluftversorgungssystems,

(I ,. was insbesondere bei Bremsanlagen für Kraftfahrzeuge

S von besonderer Bedeutung ist. Das sich ergebende einge-

I häusige Kombinationsventil, das auf engstem Raum eine

I Vielzahl von Ventilfunktionen enthält, ist in sich

I völlig störunanfällig. Durch das gegenüber den Ein-

t zelventilen stark verringerte Bauvolumen ergeben sich

i keinerlei Einbauprobleme.

I Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maß-

f nahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Druckluftfüll-I Vorrichtung möglich.

S Zeichnung

:■ Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dar

gestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

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Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Eine Druckluftfüllvorrichtung ist zum Füllen von Druckluftspeichern in Druckluftversorgungssystemen von Pneumatikaggregaten vorgesehen, wie sie von Druckluftbremsen, pneumatischen Türbetätigern od. dgl. in Nutzfahrzeugen dargestellt werden. Druckluftspeicher eines Druckluftversorgungssystems, z.B. einer Druckluftbremsanlage, werden über ein an sich bekanntes Vierkreis-Schutzventil gefüllt, an dem z.B. bei einer Druckluftbremsanlage die beiden Betriebsbremskreise, der Feststellbrems- und Anhängerkreis und ein Nebenverbraucherkreis angeschlossen sind.

Die Druckluftfüllvorrichtung· weist einen schadraumgeregelten Luftkompressor auf, dessen Schadraum oberhalb des oberen Totpunktes des Kompressorkolbens mittels eines Schadraumventils im Volumen geändert werden kann. Ist das Schadraumventil geschlossen, so saugt der Luftkompressor über seinen Einlaß Luft aus der Umgebung '-. an, komprimiert diese auf einen Druck, der über dem ■

Betätigungsdruck des Druckluftversorgungssystems liegt und stößt die komprimierte Luft über seinen Auslaß aus. ; Ist das Schadraumventil geöffnet, so ist der Schadraum \ durch ein Zusatzvolumen vergrößert= Durch den vergrößer- I ten Schadraum kann die Luft nur noch geringfügig komprl- I miert werden, so daß der Luftkompressor keine Luft mehr ■ gegen den Betriebsdruck des Druckluftversorgungssystems fördern kann. ·

Der Auslaß des Luftkompressors ist über ein Luftfilter ! und ein Rückschlagventil mit dem einen Schutzventil Verbunden. Das bekannte Schutzventil ist so ausgelegt, daß es erst bei einem Druck am Ausgang des Rückschlag-

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Ventils, der geringfügig unter dem Betriebsdruck des |

Druckluftversorgungssystems liegt, hier bei 7 bar, öffnet. An der Eingangsseite des Rückschlagventils ist ein Überdruckventil angeschlossen, das verhindert, daß bei einem Schadensfall der Druck in der Druckluftfüllvorrichtung und in dem Druckluftversorgungssystem wesentlich über den zulässigen Betriebsdruck ansteigt. Auf der Ausgangsseite des Rückschlagventils ist ein Schaltventil für das Schadraumventil angeschlossen. Das Schaltventil ist als pneumatisch gesteuertes 3/2-Wegeventil ausgebildet, dessen erster Arbeitsanschluß mit dem Steuereingang des Schadraumventils verbunden ist, dessen zweiter Arbeitsanschluß entlüftet ist und dessen dritter Arbeitsanschluß zusammen mit dem Steueranschluß mit dem Ausgang des Rückschlagventils verbunden ist.

In einer Grundstellung des Schaltventils ist der erste Arbeitsanschluß mit dem zweiten Arbeitsanschluß verbunden und damit der Steuereingang des Schadraumventils entlüftet. Das Schadraumventil ist über eine Rückstellfeder in Schließstellung gehalten. Der Luftkompressor arbeitet in seiner Förderphase, in welcher er Luft über seinen Einlaß ansaugt, komprimiert und über seinen Auslaß, dem Luftfilter, dem Rückschlagventil zu dem Schutzventil fördert. Erreicht der Druck am Eingang des Fchutzventils 7 bar, so öffnet das Schutzventil und die hier nicht dargestellten Druckluftspeicher des Druckluftversorgungssystems werden gespannt, übersteigt der Spanndruck der Druckluftspeicher den Betriebsdruck des Druckluft-Versorgungssystems um einen vorgegebenen Betrag, so bewirkt dieser Druck auf der Äusgangsseite des Rückschlagventils eine Umsteuerung des Schaltventils. Der erste Ärbeitsanschluß ist nunmehr mit dem dritten Aebeitsanschluß und damit mit dem Ausgang des Rückschlagventils

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verbunden. Der hohe Druck am Ausgang des Rückschlagventils liegt damit auch am Steuereingang des Schadraumventils an und dieses wird geöffnet. Der Schadraum des Luftkompressors wird geöffnet und der Luftkompressor arbeitet in Leerlaufphase. Sobald der Druck im Druckluftversorgungssystem infolge des Einschaltens von Pneumatikaggregaten unter den Betriebsdruck sinkt, sinkt auch der Druck am Ausgang des Rückschlagventils. Infolge dieser Druckreduzierung kann die Rückstellfeder des Schaltventils dieses in seine Grundstellung zurückführen. Der Steuereingang des Schadraumventils wird wieder entlüftet und das Schadraumventil geschlossen. Der Luftkompressor wird damit wieder in seine Förderphase umgeschaltet.

Das Luftfilter 18, das Rückschlagventil 19, das überdruckventil 20 und das Schaltventil 21 sind in einem einzigen Gehäuse 28 untergebracht.

Das in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellte Kombinationsventil 30 vereinigt alle Funktionen des genannten Rückschlagventils 19, des Überdruckventils 20 und des Schaltventils 21 in einer kompakten Baueinheit und ist lediglich über einen ersten Gehäuseanschluß mit dem Auslaß des Luftkompressors , über einen zweiten Gehäuseanschluß 32 mit dem Eingang des Schutzventils und über einen dritten Gehäuseanschluß 33 mit dem Steuereingang des Schadraumventils verbunden. Wie zu erkennen ist, sind das Luftfilter 18 und das Rückschlagventil 19 hintereinander in einer von dem ersten Gehäuseanschluß 31 ausgehenden Längsbohrung 34 größeren Durchmessers angeordnet. In ,der Längsbohrung 34 vor und hinter der Luftfilter« Rückschlagventil-Anordnung 18/19 mündet jeweils eine

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im Durchmesser kleinere Querbohrung 35 bzw. 36, wobei die vordere Querbohrung 35 den Eingang des Überdruckventils 20 und die hintere Querbohrung 36 den Steuereingang des Schaltventils 21 bildet. Die Längsbohrung mündet in einen in sich geschlossenen, etwa hohlzylinderartigen Ringkanal 35, der konzentrisch um eine im wesentlichen rechtwinklig zur Achse der Längsbohrung 34 ausgerichteten Mittelachse verläuft. Der Ringkanal 35 bildet den dritten Arbeitsanschluß 24 des Schaltventils 21. Der Ringkanal 35 ist über eine Verbindungsbohrung 36 mit dem zweiten Gehäuseanschluß 32 verbunden. Die Verbindungsbohrung 36 weist etwa den gleichen Durchmesser auf wie die Längsbohrung 34 und liegt mit dieser in etwa in einer Ebene.

Oberhalb des Ringkanals 35 ist ein konzentrisch zur Mittelachse verlaufender weiterer Ringkanal 37 vorgesehen, der den ersten Arbeitsanschluß des Schaltventils 21 bildet. Dieser weitere Ringkanal 37 steht über einen konzentrisch zu ihm angeordneten weiteren Ringkanal 38 mit dem dritten Gehäuseanschluß 33 in Verbindung.

Konzentrisch zu den Ringkanälen 34, 37 und 38 ist ein Ventilkolben 39 des Schaltventils 21 axial verschieblich geführt. Der Ventilkolben 39 weist eine Ventilplatte 40 auf, die zusammen mit einem Ventilsitz eine zwischen den Ringkanälen 35 und 37 bestehende Verbindung sperrt oder freigibt. Die

Rückstellfeder ist in zwei Rückstellfedern 41 und 42 aufgeteilt. Der Ventilkolben 39 ist im Innern hohl ausgebildet. Der Hohlraum 43, der den zweiten, entlüfteten Arbeitsan^chluß des Schaltventils 21 bildet/ kann wechselweise mit einer Entlüftungsöffnung 44 verbunden oder von dieser getrennt werden.

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Oberhalb deö Ventilkolbdns 39 ist auf dessen Stirnseite ein Steuerraüfrt 45 vorgesehen, der mit der vorderen Qüerbohrüng 36 über ein Entlüftungsventil 46
Verbunden ist. Das Entlüftungsventil 46 entlüftet im
geschlossenen Zustand den Steuerraum 45 und gibt im
geöffneten Zustand die Verbindung zwischen der vorderen Querbohrung 36 Und dem Steuerraum 45 frei.

Die Funktionsweise des Kombinationsventils 30 ist
folgende:

Über den ersten Gehäuseanschluß 31 tritt die verdichtete Luft vom Luftkompressor unmittelbar ein,
dringt durch das Luftfilter 18, Öffnet das Rückschlagventil 19, durchströmt weiter die Längsbohrung 34 bis
zum Ringkanal 35 und geht dann über die Verbindungs- 1

bohrung 36 und über den zweiten Gehäuseanschluß 32 |

in das Schutzventil und von dort bei genügendem · | Druck in das Druckluftversorgungssystem, z.B. die §

Bremsanlage. Gleichzeitig steht über die vordere Quer- ' | bohrung 35 der geförderte Druck unter dem Ventiltel- |

ler 47 des Überdruckventils 20 an, das im Falle einer i Störung öffnet und die Druckluft über eine Kammer 48 |

ins Freie abbläst. Über die hintere Querbohrung 36 %

wirkt die Druckluft auf eine Membran 49 des Entlüf- · | tungsventils 46, die mit zunehmenden Druck gegen eine || Einstellfeder 50 nach oben ausweicht. Gleichzeitig ύ

bewegt sich ein mit der Membran 49 verbundener Stößel 51 f nach oben. Ist der obere Druckpunkt erreicht, wird
durch den Stößel 51 ein Ventilteller 52 des Entlüftungs-
- entils 46 vom Ventilsitz abgehoben. Luft mit Abschalt- ? druck gelangt in den Steuerraum 45 des Schaltventils 21
und beaufschlagt den Ventilkolben 39. Dieser bewegt sich
gegen die Feder 41 nach unten und hebt die Ventilplat-

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te 40 vom Ventilsitz ab * Druckluft strömt ntinmehr vom RiiiCfkänal 35 in den Ringkanal 37 Und von dort über den dritten Gehäüseanschlüß 33 zu dem Steüereingang des Schadraumventils 14. Das Schadraumventil 14 öffnet und der Luftkompressor wird auf Leerlaufphase umgeschaltet. Ein Zurückströmen der Luft über den ersten Gehäuseanschluß 31 zün Lüftkömpressor Wird durch j

das Schließen des Rückschlagventils 19 verhindert.

Bei Luftverbrauch im Druekluftsystem sinkt der Betriebsdruck ab. Damit Sinkt auch der Druck unter der Membran 49 des Entlüftungsventils 46 * Die Membran 49 «

bewegt sich wieder nach unten und der Ventilteller 52 ] schließt den Ventilsitz bei Erreichen des unteren Abschaltdruckes. Die Steuerkammer 45 wird durch eine Bohrung 53 im Stößel 51 mit dem oberhalb der Membran 49 liegenden entlüfteten Raum 54 verbunden und damit entlüftet. Der Ventilkolfren 39 geht wieder -in seine Grundstellung zurück und die Ventilplatte 40 schließt den Ringkanal 35 gegen den Ringkanal 37 ab. |

Der dritte Gehäuseanschluß 33 und der Ringkanal 37 werden über den Hohlraum 43 des Ventilkolbens 39 entlüftet. Daifiit wird auch das Schadraumventil ' entlüftet und schließt. Der Luftkompressor wird wieder in seine Arbeitsphase umgeschaltet und fördert wieder über das Kombinationsventil 30 Druckluft zum Schutzventil und von dort in das Druckluftversorgungssystem.

Claims

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R. 181^9
1.10.1982 He

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Ansprüche

\ 1. Druckluftfüllvorrichtung für Druckluftspeicher,

insbesondere in Druckluftversorgungssystemen von Pneumatikaggregaten, wie Druckluftbremsen, pneumatische Türbetätiger od. dgl. in Nutzfahrzeugen, mit einem schadraumgeregelten Luftkompressor, dessen Schadraumvolumen mittels eines pneumatisch gesteuerten Schadraumventils veränderbar ist, und einem für den Anschluß der Druckluftspeicher ausgebildeten Schutzventil, ir.it einem zwischen dem Luftkompressor und dem Schutzventil angeordneten Rückschlagventil mit vorgeschaltetem Luftfilter, einem an der Ausgangsseite des Rückschlagventils angeschlossenen Überdruckventil und mit einem das Schadraümventil betätigenden Schaltventil mit drei Arbeitsan«

' Schlüssen, dessen erster AirbeitsäftSchluß mit dem

Steuereingang des Schadraümventils verbunden ist,

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' dessen zweiter Arbeitsanschluß entlüftet ist

und dessen dritter Arbeitsanschluß zusammen mit dem Steueranschluß an dar Ausgangsseite des Rückschlagventils angeschlossen ist, d a 1 5 durch gekennzeichnet, daß der

Luftfilter (18), das Rückschlagventil (19),das

.; Überdruckventil (20) und das Schaltventil (21)

3. in einem einzigen Gehäuse (28) angeordnet und

I - ihre gegenseitigen Verbindungsleitungen als

I 10 im Gehäusefleisch verlaufende Kanäle (29) aus-

I ' ) gebildet sind.

I 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

iij, gekennzeichnet, daß der Luftfilter

i (18) und das Rückschlagventil (19) hintereinander

,'■ . 15 in einer von einem ersten Gehäuseanschluß (31) ■>! ausgehenden Längsbohrung (34) größeren Durchmes-

I sers angeordnet sind, daß in der Längsbohrung (34)

I vor und hinter der Luftfilter-Rückschlagventil-

j Anordnung (18,19) jeweils eine im Durchmesser

I 20 kleinere Querbohrung (35,36) mündet, wobei die ΐ vordere Querbohrung (35) den Eingang des Über-

', -x druckventils (20) und die hxntere Querbohrung (36)

den Steueranschluß (25) des Schaltventils (21)

bildet, daß die Längsbohrung (34) in einem kon-25 zentrisch um eine im wesentlichen rechtwinklig

zur Achsa der Längsbohrung (34) ausgerichtete Mittelachse verlaufenden, in sieb geschlossenen, etwa hohlzylinderartigen Ringkanal (35) mündet, der den dritten Arbeitsanschluß (24) des Schaltventils (21) 30 bildet,und daß der Ringkanal (35) durch eine im

Durchmesser in etwa der Längsbohrung (345 entsprechen-

-■ de Verbindungsbohrüng (36) mit einem zweiten Gehäü-·

seansehlUß (32) verbunden ist.

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-> 3 - R. 1811+9

3.- Vorrichtung nach AiISpS¹UCh 2, dadurch gekennzeichnet/ daß oberhalb des Ringkahäls (35) ein konzentrisch zur Mittelachse verlaufender, etwa gleich ausgebildeter weiterer Ringkanal (37) vorgesehen ist, der den

ersten Arbeitsanschluß (22) des Schaltventils (21) bildet/ und daß der weitere Ringkanal (37) mit einem dritten Gehäuseanschlüß (33) in Verbindung steht*

V lo 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch

gekennzeichnet, daß konzentrisch zu den beiden Ringkanälen (35,37) der Ventilkolben (39) des Schaltventils (21) axial verschieblich geführt ist, daß der Ventilkolben (39) eine Ventilplatte (40) aufweist, die eine zwischen den Ringkanimern (35,37) vorhandene Verbindung sperrt oder freigibt, und daß der Ventilkolben (39) hohl ausgebildet ist und sein Hohlraum (43) in einer im Gehäuse (28) vorgesehenen Entlüftungsöffnung (44) mündet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Ventilkolbens (39) auf dessen Stirnseite ein Steuerraum (45) vorgesehen ist, der mit der hinteren Querbohrung (36) über ein Entlüftungsventil (46) verbunden ist, daß im geschlossenen Zustand den Steuerraum (45) entlüftet und im geöffneten Zustand die Verbindung von hinterer Querbohrung (36) und Steuerraum (45) freigibt.