JP5693009B2 - 圧縮空気供給装置および弁ハウジング - Google Patents

Description

本発明は、実用車に用いられる圧縮空気供給装置であって、弁ハウジングと、交換可能なエアドライヤカートリッジとが設けられており、
−エアドライヤカートリッジが、弁ハウジングからエアドライヤカートリッジに流入する空気を清浄化するフィルタ装置を有しており、
−該フィルタ装置が、弁ハウジング寄りの前フィルタ領域を、エアドライヤカートリッジ寄りの後フィルタ領域から分離しており、該後フィルタ領域内に、前記フィルタ装置によって捕獲された異物粒子が捕集され、
−前記フィルタ装置に対して並列に、前フィルタ領域から後フィルタ領域への空気流を遮断し、後フィルタ領域から前フィルタ領域への空気流を許す逆止弁が設けられている形式のものに関する。

本発明は、さらに、圧縮空気供給装置に用いられる弁ハウジングであって、交換可能なエアドライヤカートリッジが設けられており、
−エアドライヤカートリッジが、弁ハウジングからエアドライヤカートリッジに流入する空気を清浄化するフィルタ装置を有しており、
−該フィルタ装置が、弁ハウジング寄りの前フィルタ領域を、エアドライヤカートリッジ寄りの後フィルタ領域から分離しており、該後フィルタ領域内に、前記フィルタ装置によって捕獲された異物粒子が捕集され、
−前記フィルタ装置に対して並列に、前フィルタ領域から後フィルタ領域への空気流を遮断し、後フィルタ領域から前フィルタ領域への空気流を許す逆止弁が設けられている形式のものに関する。

弁ハウジングとエアドライヤカートリッジとを有する、このような形式の圧縮空気供給装置は、実用車に設けられた圧縮空気消費器に、乾燥した清浄化された空気を供給するために使用される。圧縮空気消費器としては、たとえばブレーキシステムまたはエアサスペンション装置が挙げられる。この場合、空気の乾燥は、たいていは顆粒として存在する乾燥剤により行われる。さらに、異物、たとえばコンプレッサオイルを圧縮空気から除去することが有利である。

このオイルは、空気と共に部分的に蒸気状の凝集状態で圧縮空気供給装置に供給され、そして高い温度と高い圧力とに基づき複数回クラッキングされた形で存在する。このような物質は、圧縮空気装置の構成部分にとって有害である。たとえば、クラッキングされたオイルは、シールエレメントの寿命を著しく減じる。

これらの異物が、供給された圧縮空気から取り除かれる圧縮空気供給装置のための１例は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３２９４０１号明細書に開示されている。この公知の構成では、コアレッサフィルタ（Koaleszenzfilter）が設けられており、このコアレッサフィルタは、フィルタカートリッジに流入する圧縮空気を清浄化し、空気から取り出された異物粒子は後フィルタ領域に捕集される。後フィルタ領域を所定時間毎に空にすることができるようにするために、コアレッサフィルタに対して並列に、逆止弁が設けられている。この逆止弁は、弁ハウジング内のドレン弁の開放により、異物粒子の流出ならびに該異物粒子の、雰囲気への排出を可能にする。

したがって逆止弁は、捕集された異物粒子と激しく接触する。このことにより、逆止弁を比較的高価な材料から製作することが必要となる。このことは、圧縮空気供給装置自体の全体コストから見れば許容され得るかもしれないが、しかし問題となるのは、エアドライヤカートリッジが所定時間毎に交換されなければならないことである。したがって逆止弁を高価な材料から製造することは、圧縮空気供給装置の購入コストに影響を与えるだけでなく、特に交換可能な乾燥カートリッジのコストにも影響を与える。エアドライヤカートリッジの全体コストを考えれば、逆止弁のためにかかるコストはもはや無視できるようなコスト要因ではない。

本発明の根底を成す課題は、冒頭で述べた形式の、圧縮空気供給装置を改良して、エアドライヤカートリッジの交換に伴うコストが低減されるような圧縮空気供給装置を提供することである。

この課題は、請求項１および請求項５の特徴部に記載の特徴により解決される。

本発明の有利な実施形態は、請求項２〜４に記載されている。

本発明は、冒頭に述べた形式の圧縮空気供給装置において、逆止弁が、弁ハウジング内に配置されていることにより構成される。これによって逆止弁は、カートリッジ交換時にも保持されたままである。したがって、フィルタカートリッジの交換時に発生するコストに関与しない。

後フィルタ領域が、フィルタ装置により捕獲された異物粒子のための捕集通路を有していて、捕集通路の少なくとも１つの区分が、圧縮空気供給装置の組み込まれた非傾斜状態において、１つの水平方向の平面を規定しており、該平面の下方に逆止弁が位置していると有利である。このことにより、少なくとも水平状態にある実用車では、逆止弁を介して捕集通路を完全に空にすること、つまり捕集通路の完全な排出が行われ得る。

これに関連して、逆止弁が、圧縮空気供給装置の、任意の軸線を中心とした前記水平方向の平面に関する最大１５°までの傾斜時に、捕集通路の水平方向を規定する少なくとも１つの区分の最低点よりも低い垂直座標上に位置していると特に有利である。これによって、捕集通路は、実用車が、たとえば山道走行時のように傾斜位置にある場合にも空にされる。

本発明の特に有利な改良形では、エアドライヤカートリッジが、乾燥剤ボックスを収容するカートリッジハウジングを有していて、該カートリッジハウジングが、シール部材を介して直接に弁ハウジングに結合されている。このような形式の圧縮空気供給装置は、開いたシステムとも呼ばれる。特に、このエアドライヤカートリッジは、閉じられたシステムを弁ハウジングに結合させているベースフランジを備えていない。

本発明は特に、開いたシステムのために適している。なぜならば、乾燥カートリッジの捕集通路内に捕集された異物粒子を移送するためのパージ通路（Spuelkanal）が、弁ハウジング内に、障害なく、つまり特に迂回路またはベースフランジの貫通孔なしに実現され得るからである。

本発明は、冒頭で述べた形式の弁ハウジングにおいて、逆止弁が弁ハウジング内に配置されていることにより構成される。

以下に、本発明の特に有利な実施形態を図面につき例示的に説明する。

本発明による圧縮空気供給装置を断面した斜視図である。 エアドライヤカートリッジと本発明による圧縮空気供給装置の弁ハウジングとの間のインターフェースを示す概略図である。

以下に説明する図面おいて、同じ構成要素または比較可能な構成要素は同じ符号で表されている。

図１には、本発明のよる圧縮空気供給装置を断面した斜視図が示されている。図示の圧縮空気供給装置１０は弁ハウジング１２と、エアドライヤカートリッジ１４とを有している。エアドライヤカートリッジ１４もしくは該エアドライヤカートリッジ１４のハウジング２８は、シール部材３０を介して直接に弁ハウジング１２に結合されている。特に、エアドライヤカートリッジ１４は、該エアドライヤカートリッジ１４を弁ハウジング１２の方向で画定するベースフランジを備えていない。バヨネットリング３２によって、シール部材３０に作用するシール力が提供される。エアドライヤカートリッジ１４のハウジング２８の内部には乾燥剤ボックス２６が配置されている。

圧縮空気供給装置１０の使用時では、圧縮空気が、弁ハウジング１２の入口３４を通って、該弁ハウジング１２に流入する。この圧縮空気は、前フィルタ３６を通って案内され、これによって、その後で乾燥剤ボックス２６の外面とハウジング２８の内面との間の間隙スペースを通って、乾燥剤ボックス２６の上方の自由スペース３８内に流入する。乾燥剤ボックス２６の上面には、多数の開口４０が設けられている。これらの開口４０は、乾燥剤ボックス２６の上方の自由スペース３８を乾燥剤ボックス２６の内部に接続している。特に、圧縮空気は自由スペース３８から前記開口４０と、乾燥剤ボックス２６の第１のラビリンス領域４２とを介して乾燥剤ボックス２６の下側領域へ流入する。この下側領域において圧縮空気は次いで変向され、これにより空気は、第２のラビリンス領域４４内に流入する。この第２のラビリンス領域４４で圧縮空気は上方に向かって案内されて、上側の領域で再び変向され、これにより中心のラビリンス領域４６を通って再び下方に向かって弁ハウジング１２の方向に流れる。したがって、乾燥された圧縮空気は弁ハウジングの空気案内部に提供されているので、この圧縮空気は、弁ハウジングの空気案内部から空気消費器に供給され得る。乾燥剤ボックス２６は、圧縮空気を乾燥させる目的で顆粒で充填されている。前フィルタ３６は、比較的粗い汚物に関して圧縮空気を清浄化するために役立つ。図１に示されていない別のフィルタ装置は、圧縮空気の流れ方向で見て前フィルタ３６に後置されていて、これにより圧縮空気から、さらに別の汚物、特にオイル等が取り除かれる。オイルは、エアドライヤカートリッジの領域で、捕集通路（図１には図示せず）に溜まる。オイルは、圧縮空気供給装置内の圧力状態が適当である場合に、この捕集通路から、パージ通路４８および逆止弁２２を介して弁ハウジング１２内へ流出し、さらにこの弁ハウジング１２から排出口へ流出することができる。逆止弁２２は、ダイヤフラム弁として設計されていると有利である。この場合、ダイヤフラムは、吐出したい異物の化学的な負荷に長期間にわたって耐える材料から製作されていることが望ましい。

図２は、エアドライヤカートリッジと本発明による圧縮空気供給装置の弁ハウジングとの間のインターフェースを示す概略図である。図２には、圧縮空気の清浄化ならびに異物粒子の排出に関与する構成要素の配置が概略的に図示されている。圧縮空気５０は、まず前フィルタ３６を貫流し、これによって引き続きフィルタ装置１６を貫流する。フィルタ装置１６は、コアレッサフィルタ（Koaleszenzfilter）として設計されていると有利である。この場合、コアレッサフィルタ１６によって分離された異物粒子は、流れ方向で見てコアレッサフィルタ１６の背後で、捕集通路２４内に溜まる。本説明の枠内では、圧縮空気の流れ方向で見てフィルタ装置１６に手前に位置する全領域が前フィルタ領域と呼ばれるのに対して、フィルタ装置１６の背後の領域は、後フィルタ領域２０と呼ばれる。弁ハウジング１２には、パージ通路（Spuelkanal）４８が設けられている。このパージ通路４８は、シール部材を介して、捕集通路２４に接続している。パージ通路４８の端部は、逆止弁２２によってシールされている。この逆止弁２２は、前フィルタ領域１８の圧力が後フィルタ領域２０の圧力を一般に上回る圧縮空気圧送段階の間、パージ通路４８を閉じる。しかし、ドレン弁が開放されて、これにより前フィルタ領域１８の圧力低下が生ぜしめられると、後フィルタ領域２０の圧力は前フィルタ領域１８の圧力を上回る。その結果、逆止弁２２が開き、これによって捕集通路２４に捕集された異物粒子が、逆止弁２２を介して排出される。パージ通路４８は、完全に弁ハウジング内に配置されていてよく、この場合、パージ通路４８は、捕集通路２４に、シール部材５２を介して接続している。同じく、パージ通路の一部が、エアドライヤカートリッジ１４の内部に設けられていてもよい。重要となるのは、捕集通路２４と弁ハウジング１２との間の圧力密な接続が提供されて、相応する圧力状態において、上述した異物粒子の排出が行われ得ることだけである。このことは、開いたシステムでは簡単に実現可能である。それというのは、乾燥カートリッジをシールしているベースフランジが存在せず、したがって設計時にベースフランジが考慮されなくて済むからである。

逆止弁２２が、捕集通路２４よりも明らかに低く配置されていると有利である。こうして、捕集通路２４の完全な排出が排除されることなしに、圧縮空気供給装置の傾斜姿勢も許容されている。特に、最大１５°までの車両の傾斜が生じても、捕集通路２４の完全な排出がなおも妨げられないことが望ましい。

上記の説明、図面および特許請求の範囲に開示された本発明の特徴は、本発明を実現するために単独の形でも、任意に組み合わせられた形でも重要となり得る。

１０ 圧縮空気供給装置
１２ 弁ハウジング
１４ エアドライヤカートリッジ
１６ フィルタ装置
１８ 前フィルタ領域
２０ 後フィルタ領域
２２ 逆止弁
２４ 捕集通路
２６ 乾燥剤ボックス
２８ ハウジング
３０ シール部材
３２ バヨネットリング
３４ 入口
３６ 前フィルタ
３８ 自由スペース
４０ 開口
４２ ラビリンス領域
４４ ラビリンス領域
４６ ラビリンス領域
４８ パージ通路
５０ 圧縮空気
５２ シール部材

Claims (7)

1. 実用車に用いられる圧縮空気供給装置（１０）であって、弁ハウジング（１２）と、交換可能なエアドライヤカートリッジ（１４）とが設けられており、
   −エアドライヤカートリッジが、弁ハウジングからエアドライヤカートリッジに流入する空気を清浄化するフィルタ装置（１６）を有しており、
   −該フィルタ装置（１６）が、弁ハウジング寄りの前フィルタ領域（１８）を、エアドライヤカートリッジ（１４）寄りの後フィルタ領域（２０）から分離しており、該後フィルタ領域（２０）内に、前記フィルタ装置によって捕獲された異物粒子が捕集され、
   −前記フィルタ装置に対して並列に、前フィルタ領域から後フィルタ領域への空気流を遮断し、後フィルタ領域から前フィルタ領域への空気流を許す逆止弁（２２）が設けられている形式のものにおいて、
   前記逆止弁（２２）が、弁ハウジング（１２）内に配置されていることを特徴とする、実用車に用いられる圧縮空気供給装置。
2. 後フィルタ領域（２０）には、フィルタ装置により捕獲された異物粒子のための捕集通路（２４）が設けられており、
   前記弁ハウジング（１２）には、端部が前記逆止弁（２２）によってシールされたパージ通路（４８）が設けられており、
   前記パージ通路（４８）は、シール部材（５２）を介して前記捕集通路（２４）に接続されており、
   前記逆止弁（２２）は、前フィルタ領域（１８）の圧力が後フィルタ領域（２０）の圧力を上回る圧縮空気圧送段階の間、前記パージ通路（４８）を閉じ、ドレン弁が開放されて、前フィルタ領域（１８）の圧力低下が生ぜしめられ、後フィルタ領域（２０）の圧力が前フィルタ領域（１８）の圧力を上回った際に開く、請求項１記載の圧縮空気供給装置。
3. 後フィルタ領域が、フィルタ装置により捕獲された異物粒子のための捕集通路（２４）を有しており、該捕集通路（２４）の少なくとも１つの区分が、圧縮空気供給装置（１０）の組み込まれた非傾斜状態で、１つの水平方向の平面を規定しており、該平面の下方に前記逆止弁（２２）が位置している、請求項２記載の圧縮空気供給装置。
4. 逆止弁（２２）が、圧縮空気供給装置（１０）の、任意の軸線を中心とした前記水平方向の平面に関する最大１５度までの傾斜時に、捕集通路（２４）の、水平方向の平面を規定する前記少なくとも１つの区分の最低点よりも低い垂直座標上に位置している、請求項１から３までのいずれか１項記載の圧縮空気供給装置。
5. エアドライヤカートリッジ（１４）が、乾燥剤ボックス（２６）を収容するカートリッジハウジング（２８）を有しており、該カートリッジハウジング（２８）が、シール部材（３０）を介して直接に弁ハウジングに結合されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の圧縮空気供給装置。
6. 圧縮空気供給装置（１０）に用いられる弁ハウジング（１２）であって、交換可能なエアドライヤカートリッジ（１４）が設けられており、
   −エアドライヤカートリッジが、弁ハウジングからエアドライヤカートリッジに流入する空気を清浄化するフィルタ装置（１６）を有しており、
   −該フィルタ装置（１６）が、弁ハウジング寄りの前フィルタ領域（１８）を、エアドライヤカートリッジ寄りの後フィルタ領域（２０）から分離しており、該後フィルタ領域（２０）内に、前記フィルタ装置（１６）によって捕獲された異物粒子が捕集され、
   −前記フィルタ装置に対して並列に、前フィルタ領域から後フィルタ領域への空気流を遮断し、後フィルタ領域から前フィルタ領域への空気流を許す逆止弁（２２）が設けられている形式のものにおいて、
   前記逆止弁（２２）が、弁ハウジング（１２）内に配置されていることを特徴とする、圧縮空気供給装置に用いられる弁ハウジング。
7. 後フィルタ領域（２０）には、フィルタ装置により捕獲された異物粒子のための捕集通路（２４）が設けられており、
   前記弁ハウジング（１２）には、端部が前記逆止弁（２２）によってシールされたパージ通路（４８）が設けられており、
   前記パージ通路（４８）は、シール部材（５２）を介して前記捕集通路（２４）に接続されており、
   前記逆止弁（２２）は、前フィルタ領域（１８）の圧力が後フィルタ領域（２０）の圧力を上回る圧縮空気圧送段階の間、前記パージ通路（４８）を閉じ、ドレン弁が開放されて、前フィルタ領域（１８）の圧力低下が生ぜしめられ、後フィルタ領域（２０）の圧力が前フィルタ領域（１８）の圧力を上回った際に開く、請求項６記載の弁ハウジング。

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