JP5761806B2 - 複合圧力制限−あふれ弁 - Google Patents

Description

本発明は、構造的に弁装置にまとめられかつ“複合圧力制限−あふれ弁”という概念で扱われる圧力制限弁及びあふれ弁に関する。

このような複合圧力制限−あふれ弁は、特に商用車両の従来の空気処理装置（ＡＰＵ）又はいわゆる電子空気処理装置（Ｅ−ＡＰＵ）において使用される。更に本発明による複合圧力制限−あふれ弁は、圧力制限弁とあふれ弁が直列接続されているその他の機器においても使用される。

空気処理装置（ＡＰＵ又はＥ−ＡＰＵ）は、圧縮機から送出される圧縮空気を乾燥しかつ浄化して、車両にある圧縮空気消費回路（例えば空気圧制動回路又は昇降車軸制御装置）へ供給する。更に空気処理装置は、圧縮空気消費回路の圧力を、車両製造者の側で規定される所定の限界内で制御する。この圧力制御は、圧力制限弁及びあふれ弁を使用して行われる。

商用車両では、通常複数の圧縮空気消費回路が使用される。第１の圧縮空気消費回路（例えばトラクタの空気圧制動回路）が存在して、圧縮空気により供給される系統圧力（例えば２．５ｂａｒ）で作動せしめられる。これらの第１の圧縮空気消費回路は“高圧回路”とも称される。更に第２の圧縮空気消費回路（例えばトレーラ制動回路用、空気圧で作動せしめられる変速機切換え用、又はハンドブレーキ回路用）が存在し、圧縮機により供給される通常の系統圧力（例えば１２．５ｂａｒ）で作動せしめられる必要がない。第２の圧縮空気消費回路は通常一層低い圧力（例えば８．５ｂａｒ）で作動せしめられる。この第２の圧縮空気消費回路用の圧力を所定の最大圧力（例えば８．５ｂａｒ）に限定するため、圧力制限弁が使用される。通常この圧力制限弁は、圧力制限弁の圧力が調節可能なばね（調節ばね）の力に抗して閉じるように設計されている。

通常系統圧力（例えば８．５ｂａｒ）で作動せしめられる圧縮空気消費回路用の圧力は、（機械的）制御器いわゆる“ガバナ”によるか、又は電子装置により（圧縮空気消費回路にある圧力センサ及び電磁弁を介して）制御される。この場合制御器又は電子装置は、最大圧力に達したことを確認し、それにより制御信号を介して圧縮機が停止されるので、もはや送出しない。

複数の圧縮空気消費回路へ圧縮空気を分配する際、圧力を限定される第２の圧縮空気消費回路の前に、１つ又は複数の圧力制限弁が挿入される。その際空気は、圧力制限弁の後で、それぞれあふれ弁により保護されている複数の圧縮空気消費回路へ分配される。それによりこれらの第２の圧縮空気消費回路の圧力が同じ最大値に限定されている。

あふれ弁は、第２の圧縮空気消費回路を保護するのに役立つ。それは、調節可能なばね（調節ばね）を介して規定される圧力（開放圧力）より上で初めて開く。それより低い圧力（閉鎖圧力）で初めてあふれ弁が再び閉じる。それにより圧縮空気消費回路に欠陥がある（回路破裂又は漏れ）場合、残りの圧縮空気消費回路が欠陥のある圧縮空気消費回路の開放圧力までなお圧縮空気を供給されることができる。従って車両は引続き少なくとも限定的に走行可能である。

現在の空気処理装置では、各圧力制限弁及び各あふれ弁は別個の弁として構成され、それぞれ調節可能な１つの固有なばねを持っている。こうして各弁は無関係に所望の圧力値（開放圧力、閉鎖圧力）に設定される。それにより圧力制限弁とあふれ弁との相互作用が回避される。

更に各弁は固有のピストン、密封片、ばね、ばね蓋、調節ねじ、蓋及び別の部分を持っている。

こうして圧力制限弁及びあふれ弁の使用により、圧縮機が圧縮空気消費回路へ送出する圧力範囲が規定される。例えば第２の圧縮空気消費回路における８．５ｂａｒの調節すべき圧力では、圧縮機が７．５ｂａｒの圧力以下で送出を開始し、８．５ｂａｒの圧力に達すると、圧縮機が停止される。圧力制限弁及びあふれ弁は、こうして調節可能なばねにより調節されて、７．５ｂａｒで開き、８．５ｂａｒで閉じる。従って両方の弁により７．５ｂａｒ〜８．５ｂａｒの圧力範囲が規定され、この範囲内で圧縮機がこの第２の圧縮空気消費回路のために動作せしめられる。さて弁を正確に同じ開放圧力又は閉鎖圧力に再現可能に調節することは、残念ながら殆ど不可能である。従って通常は公差範囲が規定され、この範囲内ではそれぞれの弁が使用目的にとって適当とみなされる。７．５ｂａｒの開放圧力を持つ弁に関して、例えば７．３ｂａｒ〜７．７ｂａｒの圧力範囲内の開放圧力を持つ弁が適当とみなされるであろう。従って類似の公差範囲に基くと、閉鎖圧力は、８．３ｂａｒ〜８，７ｂａｒの範囲にあるだろう。

商用車両では個々の圧縮空気消費回路の優先される給気が行われ、駐車制動回路より前に常用制動回路に給気することが法律的に規定されており、それにより車両の一層確実な制動が常に可能である。それから初めて残りの（第２の）圧縮空気消費回路が給気される。この場合他の（第２の）圧縮空気消費回路の給気の順序が車両側で規定される。この順序は、車両のため又は個々の装置のためにのみ給気の特定の順序を規定する車両製造者の希望に関係している。例えば他の圧縮空気消費回路は、トレーラ制動回路、手動制動回路、空気圧で作動せしめられる変速機回路の順序で給気される。例えばこれら３つの圧縮空気消費回路は、すべて公称的に８．５ｂａｒの圧力を供給される。この給気順序を維持できるようにするため、トレーラ制動回路のあふれ弁は、手動制動回路及び変速機回路のあふれ弁より前に開かねばならない。このためトレーラ制動回路のあふれ弁は例えば公称的に７．０ｂａｒの開放圧力に設定され、手動制動回路のあふれ弁は公称的に７．２ｂａｒの開放圧力に設定され、変速機回路のあふれ弁は公称的に７．５ｂａｒの圧力に設定される。しかしこれらのあふれ弁は、上述したようにそれぞれ約±０．２ｂａｒの公差範囲を持っているので、それによりこれら３つの圧縮空気消費回路の本来所望の給気順序が変化する可能性がある。このような変化は例えば使用される調節可能なばねの老化過程及び／又は材料疲労のため起こる可能性があり、それぞれのあふれ弁の開放圧力が時間の経過と共に変化する可能性がある。もちろんこれは、あふれ弁の閉鎖圧力に対しても圧力制限弁の開放圧力に対しても同じように当てはまる。

従って本発明の課題は、小さい公差を持つあふれ弁及び圧力制限弁を提供することである。

課第を解決するための手段

この課題は、請求項１に記載の：
商用車両内の空気処理装置用の複合された圧力制限弁及びあふれ弁であって、前記複合された圧力制限弁及びあふれ弁（３０）は、ハウジング（１８）、蓋（１９）、入口（４）、第１の出口（７）、第２の出口（６）、ピストン（１０）、あふれ弁（１）、圧力制限弁（２）及び調節ばね（１１）を有する当該複合された圧力制限弁及びあふれ弁（３０）において、
前記あふれ弁（１）の開放圧力及び閉鎖圧力と、前記圧力制限弁（２）の開放圧力及び閉鎖圧力との双方が、前記調節ばね（１１）によって調節可能であること、
前記ピストン（１０）が、前記複合された圧力制限弁及びあふれ弁（３０）を第１の圧力空間（５）と第２の圧力空間（１６）とに区分し、
前記第１の圧力空間（５）が、前記入口（４）と前記第１の出口（７）と前記第２の出口（６）とに接続可能であり、
前記第２の圧力空間（１６）が、排気口（９）を介して大気に通じていて、
前記ピストン（１０）が、前記調節ばね（１１）のばね力によって不動作位置に保持されるように、この調節ばね（１１）は、前記ピストン（１０）と前記ハウジング（１８）との間又は前記ピストン（１０）と前記蓋（１９）との間に配置されていて、
前記あふれ弁（１）が、この不動作位置で前記第１の出口（７）を閉じる一方で、前記圧力制限弁（２）が、前記第２の出口（６）を開くこと、及び
流入する圧縮空気の圧力が、前記あふれ弁（１）の所望の開放圧力に達すると、前記ピストン（１０）が、前記調節ばね（１１）のばね力に抗するように移動する結果、このあふれ弁（１）が、前記第１の出口（７）を開くことを特徴とする複合された圧力制限弁及びあふれ弁によって解決される。

これまで普通の複合圧力制限−あふれ弁は、それが共通な弁装置において構造的に組合わされても、通常は機能的に別々に構成された。これに反し本発明による複合圧力制限−あふれ弁は、構造的にも機能的にも１つの単位を形成している。

本発明による複合圧力制限−あふれ弁の利点は、この複合により部材例えば第２のばねを節約でき、それにより一方では費用を節約でき、他方では構造空間及び重量を節約できることである。これにより空気処理装置を一層小さくかつ軽く構成でき、それにより例えばハウジング用の材料も費用例えば今や一層少ない部品のため組立て費用も節約することができる。更に以前は別々であった圧力制限弁とあふれ弁との間に形成すべき圧縮空気通路の数が節約され、それにより例えばこれらの圧縮空気通路を形成するための費用がなくなる。

本発明の別の利点は、複合圧力制限−あふれ弁が開放圧力及び閉鎖圧力用の調節すべき１つのばねのみを持ち、それによりここでも調節作業のための費用も節約される。

特にあふれ弁の開放（及び閉鎖）圧力が圧力制限弁の閉じるときの圧力のすぐ下にあるようにする使用の場合、本発明による複合圧力制限−あふれ弁は、従来の解決策に比べて利点を与える。なぜならば、本発明による解決策では、圧力制限弁及びあふれ弁の動作点がただ１つの調節ばねのみによって調節されるからである。この調節ばねは時間の経過とともに疲労し、それにより圧力制限弁及びあふれ弁の動作点が移動することがあるが、これら両方の動作点の間隔はほぼ一定のままである。これによりこれら両方の弁動作範囲の公差範囲が交差することはない。

本発明の好ましい実施形態では、調節ばねが片側又は両側に設けられて力の中心合わせに役立つばね蓋を持っている。これにより複合圧力制限−あふれ弁内でばねが傾くのを防止される。

本発明の別の実施形態では、調節ねじの代わりに、厚さに応じて調節ばねの正確な調節を可能にする間隔板も使用することができる。

本発明の別の好ましい実施形態では、調節ねじの代わりに、複合圧力制限−あふれ弁の挿入体及びハウジングを例えばねじにより相対移動可能に設けることもできる。挿入体がハウジングへどれだけ大きくねじ込まれるかに応じて、調節ばねが一層強く予荷重をかけられるか又は調節される。

別の好ましい実施形態では、ハウジング又は蓋又はハウジングあるいは蓋にある挿入体が、ピストンあるいは主ピストン又は環と共にあふれ弁座を形成するように構成されている。

別の好ましい実施形態では、ハウジング又はハウジングあるいは蓋にある挿入体が、第１の弁体又はピストンあるいは主ピストンと共に圧力制限弁を形成するように、構成されている。

別の好ましい実施形態では、ハウジング又は蓋に挿入体が設けられて、あふれ弁座の一部及び／又は圧力制限弁座の一部を形成している。挿入体がハウジング内又は蓋に接着、圧入され、ねじによりねじ込まれ、又はハウジング又は蓋にある段部に止め輪により固定されていると有利である。

別の好ましい実施形態では、挿入体が例えばねじ結合を介してハウジング又は蓋に移動可能に設けられている。この調節可能な挿入体により、圧力制限弁座の行程を調節することができる。その代わりに、あふれ弁座も調節可能に構成することができる。

プラスチックから成るピストンを使用するのがよい。この場合ピストンには射出成形部品として製造でき、それにより費用を節約できる。

別の好ましい実施形態では、ピストンが、主ピストン及び環を含む二分割ピストンとして構成されている。主ピストンと環は、例えば接着により互いに固定的に結合されるか、又は互いに傾斜可能に従って浮動的に支持されることができる。これにより弁座の万一の凹凸を補償することができる。弾性素子例えばＯリング又は他の形状密封片あるいは輪郭密封片の使用により、主ピストンと環との間の傾斜可能な支持が保証される。この弾性素子は、有利なように同時に主ピストンと環との間の密封に役立つ。

別の好ましい実施形態では、ピストン又は主ピストンが、第１の圧力空間と第２の圧力空間との接続を行う排気通路を持ち、第１の圧力空間が入口に接続可能であり、第２の圧力空間が大気に接続されている。この排気通路は、第１の弁体により閉鎖可能であり、それにより排気弁の機能も同様に複合圧力制限−あふれ弁に統合されている。それによりピストン又は主ピストンと第１の弁体が排気弁の排気弁座を形成している。

別の好ましい実施形態では、排気通路を備えたピストン又は主ピストンが複数の突片を持ち、これらの突片上にばね蓋が載って、ピストン又は主ピストンとばね蓋との間に、排気すべき圧縮空気用の通路が生じるようにしている。その代りに、ばね蓋も排気通路に接続されている範囲に開口を持つことができ、それにより排気すべき圧縮空気用の通路が生じる。この開口は例えば穴あけ又は打抜きにより形成することができる。

別の好ましい実施形態では、ピストン又は主ピストンが、密封片例えばＯ−リング又は他の形状密封片又は異形密封片により、ハウジング又は蓋に対して密封されている。

別の好ましい実施形態では、ハウジングと第２の弁体との間に逆止弁座が形成され、第２の弁体が、別のばねにより、かつ場合によっては第１の弁体を介して、ピストン又は主ピストンを介して、また調節ばねを介して、蓋に対して支持されて、ピストン又は主ピストンの不動作位置で逆止弁座が閉鎖されるようにしている。

好ましい実施形態では、ハウジングがハウジング排気通路を持ち、ピストンの不動作位置でこのハウジング排気通路が排気挿入体により閉鎖されている。排気挿入体は、ハウジングと共にハウジング排気弁座を形成している。排気挿入体は、例えばエラストマＯリングによるか又は弾性膜により、ハウジングに対して密封されている。膜は、Ｏリングに比べて、排気挿入体とハウジングとの摩擦が著しく少ないという利点を持っている。

別の好ましい実施形態では、あふれ弁座及び／又は圧力制限弁座及び／又排気弁座及び／又逆止弁座が、弁座の改善された密封を可能にする片側の被覆を持っている。被覆用の材料として、例えば別個の部材として弁座に取付けることができるエラストマが有利に使用されるか、エラストマが弁座に加硫接着される。この場合あふれ弁座及び／又圧力制限弁座及び／又排気弁座及び／又逆止弁座は、それぞれ同じエラストマ又は異なるエラストマから成る被覆を持つことができる。

別の好ましい実施形態では、第１の出口に対して並列に、別の圧縮空気消費回路用の第２の出口が設けられ、ピストン又は主ピストンの不動作位置でこの第２の出口が第１の圧力空間に接続されている。

別の好ましい実施形態では、２段圧力制限弁が使用される。このため第３の弁体が、いわゆる案内ひれにより、ピストン上に移動可能に設けられている。この２段圧力制限弁は、圧力制限弁座より小さい直径即ち小さい公称直径を持つ補助圧力制限弁座を介して、高い再充填感度が得られるという利点を持っている。なぜならば再充填の際、大抵は補助圧力制限弁座のみが開かれ、圧力制限弁座は閉じられたままであるからである。これに反し高い再充填圧力が必要とされると、例えば圧縮空気消費回路の最初の充填の際、一層大きい公称直径のため圧縮空気消費回路の一層早い充填を可能にする圧力制限弁が開かれる。

本発明によれば、“不動作位置”という概念は、複合圧力制限−あふれ弁において、入口に圧力がかからず、それにより実質的に調節ばねのばね力のみが力をピストン又は主ピストンへ及ぼす、ピストン又は主ピストンの位置を意味する。従って不動作位置では、調節ばねのばね力によりあふれ弁が閉じられ、圧力制限弁は開かれている。更に複合圧力制限−あふれ弁において、別のばねを持つ排気弁が設けられていると、その時にも不動作位置であふれ弁座が開かれ、圧力制限弁座が閉じれれているように、別のばねが設計されている。

本発明によれば、圧力制限弁又は圧力制限弁座の開放圧力が論じられるけれども、この場合開放圧力が入口及び後に接続される圧力消費回路へ至る出口におけるそのつどの圧力状態に関係していることは自明である。従って以下に使用される“開放圧力”という概念は、圧力制限弁又は圧力制限弁座に関連して使用する場合、常にそれ以外のパラメータ即ち入口及び出口におけるそのつどの圧力状態に関係する圧力値として理解されるべきである。なぜならば、圧力制限弁又は圧力制限弁座は固定した開放圧力を持つのではなく、むしろいわゆる開放特性を持っているからである。

図面により本発明が以下に説明される。

複合圧力制限−あふれ弁の第１の本発明による実施例を示す。 複合圧力制限−あふれ弁の第２の本発明による実施例を示す。 複合圧力制限−あふれ弁の第３の本発明による実施例を示す。 複合圧力制限−あふれ弁の第４の本発明による実施例を示す。 複合圧力制限−あふれ弁の第５の本発明による実施例を示す。 複合圧力制限−あふれ弁の第６の本発明による実施例を示す。 複合圧力制限−あふれ弁の第７の本発明による実施例を示す。 複合圧力制限−あふれ弁の第８の本発明による実施例を示す。 複合圧力制限−あふれ弁の第９の本発明による実施例を示す。

図１は、ハウジング１８及び蓋１９を持つ複合圧力制限−あふれ弁３０の第１の本発明による実施例を示す。この場合蓋１９は、通常のように例えばねじによりハウジング１８に取付けることができる。ハウジング１８は更に入口４を持ち、複合圧力制限−あふれ弁３０の第１の圧力空間５が、この入口４を通して圧縮空気いわゆる貯蔵圧力を供給される。更に第１の出口７が設けられ、後に接続される（第２の）圧縮空気消費回路への圧力供給がこの出口７を介して制御される。更に排気口９が設けられ、複合圧力制限−あふれ弁３０の第２の圧力空間１６が、排気口９により周囲空気（大気）と接続されている。この排気口９は、ハウジング１８に、ハウジング１８の蓋１９との間に、又は蓋１９に設けることができる。重要なことは、排気口９を経て第２の圧力空間１６と周囲空気（大気）とを接続することだけである。複合圧力制限−あふれ弁３０は、開放圧力又は閉鎖圧力を調節する共通な調節ばね１１を持ち、調節ばね１１は調節ねじ１５を介して調節可能である。更に複合圧力制限−あふれ弁３０は、別のばね１２により中心の排気通路８を持つピストン１０へ向かって密封するように予荷重をかけられている第１の弁体１３を持っている。この場合密封は、第１の弁体１３がピストン１０の排気弁座３へ押付けられるように行われる。排気機能が望まれない場合、排気弁座３はなくてもよく、例えばこれは、例えばクリップ結合、ねじ結合又は接着結合により、第１の弁体１３をピストン１０と固定的に結合することによって行うことができる。更にハウジング１８は、第１の弁体１３と共に圧力制限弁座１２を形成する挿入体１４を持っている。この挿入体１４は、例えば止め輪３２によりハウジング１８の段部３１に固定されている。しかし挿入体１４を直接ハウジング１８又は段部３１へ接着、圧入又はねじ込むことも考えられる。

ピストン１０はハウジング１８内で適当に密封されているので、複合圧力制限−あふれ弁３０の図１に示す不動作位置において、第１の圧力空間５と第２の圧力空間１６との接続は行われない。このような適当な密封は、密封片４０を介して行うことができる。更にピストン１０とハウジング１８との間にあふれ弁座１が構成され、図示した不動作位置で、圧縮空気が第１の圧力空間５から第１の出口７へ達するのを防止する。

更にハウジング１８に第２の出口６を設けて、同じ圧力値に限定される圧力を持つ別の圧縮空気消費回路へ圧縮空気を供給することができる。第２の出口６を介して複数の圧縮空気消費回路へ供給できることは当然である。従って第２の出口６から出る圧縮空気は、（圧力制限弁座２により）圧力を制限されているが、あふれ弁座１を迂回する。第２の出口６に接続されている別の圧力回路は、例えば従来の構造におけるように、固有のあふれ弁を備えることができる。こうして圧力制限弁の後に複数のあふれ弁が並列に設けられて、その１つが前述したように圧力制限弁と組合わされる。

更に調節ばね１１がその両端に第１のばね蓋２０及び／又は第２のばね蓋２１を備え、調節ばね１１を介してピストン１０へ導入される力がピストン１０のできるだけ中心へ作用するようにすることができる。１つのばね蓋（２０又は２１）のみを調節ばね１１に設けることも当然可能である。

あふれ弁座１及び／又は圧力制限弁座２及び／又は排気弁座３の一層良好な密封を行うために、これらの弁座にそれぞれエラストマ被覆７５を設けることができる。この場合符号７５でエラストマ被覆が機能的にのみ示されていることは明らかである。このエラストマ被覆は、上記のすべての弁座において同じ材料から成るか、又は各弁座において別の材料から成っていてもよい。従ってエラストマ被覆７５は、これが上記のすべての弁座に対して同じエラストマ被覆であるように、限定的に設計しなくてよい。

複合圧力制限−あふれ弁３０の動作が、図１により以下に説明される。

圧力が空気処理装置にまだ存在しない場合、調節ねじ１５を介して設定されるばね力で調節がね１１が、第１及び第２のばね蓋２０及び２１を介してピストン１０を押す。調節ばね１１が設けられている第２の圧力空間１６は、この場合周囲圧力（大気圧）を持っている。なぜならば、第２の圧力空間１６は排気口９を介して常に周囲空気に接続されているからである。ピストン１０は密封片４０を介してハウジング１８に対して密封され、あふれ弁座１上に支持されている。更にピストン１０は、第１の弁体１３を別のばね１２に抗して押下げた状態に保つ。なぜならば、調節ばね１１は別のばね１２より大きいばね力を持ち、それにより圧力制限弁座２が開かれているからである。調節ばね１１のばね力のため、あふれ弁も排気弁座３も閉じれれている。従って出口７も同様に閉じられている。

さて圧縮機により供給される圧縮空気が入口４へ入ると、これが今や開いている圧力制限弁座２を通過し、第１の圧力空間５へ流入する。

流入する圧縮空気の圧力が入口４従って空間５において上昇すると、これによりピストン１０が調節ばね１１のばね力に抗して動かされる。流入する圧縮空気の圧力があふれ弁１の所望の開放圧力に達すると、ピストン１０はハウジング１８内のあふれ弁座１にもはや支持されず、調節ばね１１のばね力に抗して動き、それによりあふれ弁座１を開く。今や圧縮空気が、第１の圧力空間５から第１の出口７を通って、後に接続されている圧縮空気消費回路へ流れることができるので、圧縮空気消費回路と第１の圧力空間５と入口４との間に圧力一致が生じるまで、そこの圧力が上昇する。

流入する圧縮空気の圧力が入口４において従って第１の圧力空間５及び第１の出口７においても更に上昇すると、ピストン１０が更に上がる。別のばね１２のばね力のため第１の弁体１３が追従するので、排気弁座３は閉じられたままである。

第１の圧力空間５内の流入する圧縮空気の圧力が、供給すべき圧縮空気消費回路の設定された最大圧力に達すると、ハウジングに固定して挿入体１４の圧力制限弁座２に弁体１３が載るまで、ピストン１０が動く。それにより第１の圧力空間５従って第１の出口７及び第２の出口６及びそれに接続されている圧縮空気消費回路が、入口４を介して圧縮空気供給装置から遮断される。

入口４の圧力が更に上昇すると、この圧力は第１の圧力空間５及び第１又は第２の出口６又は７へ送られず、従って第１及び第２の出口６，７に接続される圧縮空気消費回路の圧力も上昇できない。欠陥例えば圧力制限弁座２の漏れのため、第１の圧力空間５に望ましくない圧力上昇が起こると、ピストン１０が更に持ち上げられる。しかし第１の弁体１３は別のばね１２によりもはや排気弁座３に支持されず、挿入体１４の圧力制限弁座２上に保持される。これにより第１の弁体１３は、ピストン１０にもはや追従しない。第１の圧力空間５から圧縮空気がピストン１０にある排気通路９を通って第２の圧力空間１６へ更に排気口９を通って大気へ逃げる。それによりピストン１０が第１の弁体１３上へ下降して、排気弁座１３上へ下降して、排気弁座３を再び閉じるまで、圧力空間５内の圧力が減少する。もちろんこの排気動作は、排気通路８と第２の圧力空間１６との接続が存続している時にのみ起こる。調節ばね１１が第２のばね蓋２１なしに直接ピストン１０上に載っている場合、接続は調節ばね１１の巻回を通って簡単に行われる。第２のばね蓋２１が使用される場合、例えば第２のばね蓋２１にある１つ又は複数の穴によって接続を行うことができる。このため図１には、例えば１つのばね蓋開口９８が示されている。更にピストン１０の適当な形成によってこの接続を保証することも可能である。例えばピストン１０が、第２のばね蓋２１がピストン１０に接触する範囲に複数の突片を持ち、第２のばね蓋２１がこれらの突片上に載って、排気通路８を通る圧縮空気が第２のばね蓋２１の下で第２の圧力空間１６へ流入するようにすることができる。上述した突片の代わりに、ピストン１０が複数の通路を持ち、これらの通路が排気通路８と第２の圧力空間１６との接続を保証することができる。

図２は本発明による複合圧力制限−あふれ弁３０の第２実施例を示し、２段圧力制限器が使用される点で図１とは相違している。このため第３の弁体２４が、いわゆる案内ひれ２６によりピストン１０上に軸線方向移動可能に設けられている。案内ひれ２６は、ピストン１０に近い方にある補助圧力制限弁座２２の部分と第１の圧力空間５との間で接続が行われるように構成されているので、補助圧力制限弁座が開かれ、圧力制限弁座２が閉じられる場合、空気は入口４から開かれる補助圧力制限弁座２２を経て第１の圧力空間５へ流入することができる。

従って２段圧力制限器の場合、圧力制限弁座２は第３の弁体２４と挿入体１４との間に形成され、補助圧力制限弁座２２は第３の弁体２４と第１の弁体１３との間に形成される。

従って第３の弁体２４により、圧力制限器は２つの弁座（圧力制限弁座２及び補助圧力制限弁座２２）を含み、これらの弁座を通って空気が入口４から第１の圧力空間５へ流れることができる。この場合圧力制限弁座２は、補助圧力制限弁座２２に比べて大きい直径（即ち大きい公称直径）を持ち、この大きい直径は、商用車両の空気処理装置を速やかに充填できるために重要である。

第１の出口７の後に接続されかつ２段圧力制限器を介して供給される圧縮空気消費回路が圧縮空気を消費する場合、再び圧縮空気を再供給するため、２段圧力制限器が開く。開放圧力は第１の出口７の圧力に関係するのみならず、入口４における貯蔵圧力にも関係する。面積比のため、貯蔵圧力への依存は、２段圧力制限器の弁座が小さいほど、小さい。従って両方の弁座のうち小さい方の弁座により（従ってここでは補助圧力制限弁座２２）、高い再充填感度が得られ、即ち再び圧縮空気が２段圧力制限器を介して再充填される前に、圧縮空気消費回路の圧力が一層小さい値だけ低下する。

図２の残部は少なくとも機能的に図１と同じであり、図１の説明からわかる。

図３は本発明による複合圧力制限−あふれ弁３０の第３実施例を示し、一体のピストン１０（図１参照）の代わりに、主ピストン１０ａと環１０ｂから成る２分割ピストンが使用されるという点で、図１とは相違している。この場合環１０ｂが主ピストン１０ａに固定的に結合（例えば接着）されるか、又は主ピストン１０ａに対して傾斜可能に支持されるように、環１０ｂが取付けられ、それによりあふれ弁座１の場合によっては生じる傾斜を（少なくとも部分的に）補償することができる。主ピストン１０ａに環１０ｂを傾斜可能に設けるため、環１０ｂと主ピストン１０ａとの間に、弾性素子７０例えばＯリングを設けることができる。この弾性素子７０は、同時に環１０ｂが主ピストン１０ａに対して密封されるようにするのに役立つ。図３の残部は図１と少なくとも機能的に同じである。

図４は、本発明による複合圧力制限−あふれ弁３０の第４実施例を示し、あふれ弁座１がピストン１０と挿入体１４との間に形成されているという点で、図１とは相違している。更に図４は、第２の弁体１７と逆止弁座６０により、第３の圧力空間５０の前に逆止弁が形成されているという点で、図１とは相違している。第２の弁体１７は、第１の弁体１３から遠い方にある別のばね１２の端部に設けられ、この別のばね１２は第２の弁体１７を逆止弁座６０へ押付けている。これにより、少なくとも入口４に圧力が存在しない限り、入口４が第３の圧力空間５０に対して遮断されている。入口４に超過圧力が存在すると、この圧力が第２の弁体１７を別のばね１２のばね力に抗して離すので、入口４と第３の圧力空間５０との接続が行われる。従ってこの第４実施例により、第２の弁体１７と逆止弁座６０から形成される逆止弁が、既に存在する別のばね１２を使用して、複合圧力制限−あふれ弁３０に統合されている。この逆止弁座６０も同様に再びエラストマ被覆７５を備えることができる。更に図４には、第２の出口（図１の符号６参照）なしの実施例が示されている。図４の残部は、少なくとも機能的に図１に一致している。

図５は本発明による複合圧力制限−あふれ弁３０の第５実施例を示し、挿入体１４がハウジング１８へねじ込まれているという点で、図１とは相違している。このため例えば挿入体１４は大きい六角凹所を持ち、それにより挿入体１４を動かすことができる。ねじ込みにより、調節ばね１１の必要なばね力を調節することができる。この構成では、別の調節ねじはもやは必要でない。更に入口４が側方へ設けられ、軸線方向に設けられていない。この実施例では、蓋１９が下からハウジング１８に取付けられている。従って本発明による第５実施例は、ハウジングと蓋の配置に関して図１による第１実施例の逆を示し、あふれ弁座１が図４と同様にピストン１０と挿入体１４との間に形成され、ピストン１０とハウジング１８との間に形成されてはいない。

図６は本発明による複合圧力制限−あふれ弁の第６実施例を示し、第１の弁体１３がハウジング１８と共にあふれ弁座１を形成し、挿入体１４と共に圧力制限弁座２を形成し、ピストン１０と共に排気弁座３を形成している。この場合第１の弁体１３は両側にエラストマ被覆７５を持つことができる。

図７は本発明による複合圧力制限−あふれ弁の第７実施例を示し、排気弁座が設けられていないという点で、図１とは相違している。従って圧力制限弁座２に漏れがあり、それにより第１の出口７に高すぎる圧力がかかる場合、第１の出口７と後に接続される圧縮空気消費回路との間に別個の排気弁が組込まれることによって、この高すぎる圧力がかかるのを防止することができる。

図８は、本発明による複合圧力制限−あふれ弁の第８実施例を示し、排気弁が複合圧力制限−あふれ弁に統合されているという点で、図７とは相違している。この場合排気弁は、ハウジング１８に対して可動な排気挿入体８０によって形成され、この排気挿入体８０は、ハウジング１８の一部と共に、不動作位置で排気ばね９９によりハウジング排気通路９０を閉鎖するハウジング排気弁座９５を形成している。ハウジング排気弁座９５も同様にエラストマ被覆７５を持つことができる。ハウジング排気弁９５が閉じられている場合、排気挿入体８０とハウジング１８との間で空気がハウジング排気通路９０へ逃げることができないようにするため、ハウジング１８と排気挿入体８０との間に膜８５が設けられている。膜８５は、密封素子としてのＯリングに比べて、それが殆ど摩擦を生じない、という利点を持っている。

図９は、本発明による複合圧力制限−あふれ弁３０の第９実施例を示し、統合される排気弁が設けられておらず、複合圧力制限−あふれ弁３０がハウジング１８又は蓋１９に“反転して”設けられているという点で、図１とは相違している。図９によれば、ピストン１０は調節ばね１１を介してハウジング１８に支持されている。更にピストン１０は補助ピストン１００及びばね１２を介して蓋１９に支持されている。この場合補助ピストン１００はピストン１０に伝動結合している。図９は不動作位置を示し、即ちあふれ弁座１が閉じられ、圧力制限弁座２が開かれている。今や圧縮空気は入口４を通って流入するか、又はそこの圧力が高められると、ピストン１０が調節ばね１１のばね力に抗して上方へ動かされるので、圧縮空気は第１の圧力空間５を経て第１の出口７へ流れることができる。補助ピストン１００は、別のばね１２のばね力によりピストン１０に追従して上方へ移動する。入口４における圧縮空気の圧力が上昇して、最大許容圧力値に達すると、補助ピストン１００と挿入体１４との間の圧力制限弁座２が閉じられるまで、ピストン１０従って補助ピストン１００も上方へ動かされる。それにより入口４から第１の圧力空間５従って第１の出口７へ、それ以上の圧縮空気が達することはもはやできない。

図示されかつ説明された実施例を異なるやり方でも有意義に互いに組合わせることができることは自明である。従ってここに示されかつ説明された実施例は当業者に対して単に刺激として考えられる。この場合容易に推測できるやり方で生じる多様の可能な組合わせも当然同様に、本発明の思想に含まれる。

更に機能的に同じ部材は、図１〜９において同じ符号を持っている。

本発明が、空気処理装置に使用される限り、圧力制限−あふれ弁からなる複数の単位も１つの装置に組込むことができる。

あふれ弁１、圧力制限弁座２、排気弁座３、逆止弁座６０及びハウジング排気弁座９５の弁座輪郭は、それぞれ単独でハウジング１８又は挿入体１４あるいは排気挿入体８０又はピストン１０、主ピストン１０ａ、環１０ｂ、第１の弁体１３、第２の弁体１７又は補助ピストン１００において構成することができる。

複合圧力制限−あふれ弁３０の開放圧力及び閉鎖圧力の調節が以下に説明される。次の例は、特に図１に示されているような調節ねじを持つ実施例に関する。調節のため４つの最も重要なパラメータは、あふれ弁座１の直径、ハウジング１８にあって密封片４０がハウジング１８に対して密封を行う穴の直径、あふれ弁１を開く際及び圧力制限弁２を閉じる際における調節ばね１１のばね力である。この場合調節ばね１１のばね力は、調節ばね１１の伸縮割合、及びあふれ弁座１の開放から圧力制限弁２の閉鎖までのピストン１０の行程（従って第１の弁体１３又はその上に設けられるエラストマ被覆７５と挿入体１４との間隔）に関係している。この考察において別のばね１２は影響を持たない。なぜならば、それは調節ばね１１に比べて著しく小さいばね力を持っているからである。

あふれ弁座１の開放の際、最初の充填における圧力は入力側（従って入口４）にのみ作用する。あふれ弁１の閉鎖の際、圧力が出口側（従って出口７）にも作用する。あふれ弁１の開放圧力と閉鎖圧力との比は、実質的に（摩擦力及び密封力を無視する場合）あふれ弁座１の直径及びハウジング１８にある穴の直径及びその結果生じる面積比に関係して決定される。なぜならば、調節ばね１１のばね長及びばね力は、実質的にあふれ弁座１の離れる際（従って解放の際）又は載る際（従って閉鎖の際）同じ大きさだからである。

あふれ弁座が開かれると、ピストン１０及び第１の弁体１３は、最大行程を進んで圧力制限弁２を閉じるまで、上方へ動くことができる。従って行程の設定により、調節ばね１１のばね長の差が求められ、伸縮割合からばね力が求められる。その結果あふれ弁座１の閉鎖圧力と圧力制限弁座２の閉鎖圧力との間隔が生じる。なぜならば、両者に対して、ハウジング１８にある穴の直径と共に圧力を受ける面が決定的だからである。第１の弁体１３に対する別のばね１２のばね力は無視することができる。なぜならば、このばね力は、調節ばね１１のばね力に比べて小さいからである。

更に挿入体１４を調節可能に例えばねじ結合を介してハウジング１８に結合することも考えられる。これにより圧力制限弁座２の行程を調節することができる。従って調節ばね１１を介してあふれ弁座１の開放圧力を正確に設定することができ、圧力制限弁２の閉鎖圧力は調節ばね１１を介して大まかに予め設定し、調節可能な挿入体１４を介して精密に設定することができる。

１ あふれ弁座
２ 圧力制限弁座
３ 排気弁座
４ 入口
５ 第１の圧力空間
６ 第２の出口
７ 第１の出口
８ 排気通路
９ 排気口
１０ ピストン
１０ａ 主ピストン
１０ｂ 環
１１ 調節ばね
１２ 別のばね
１３ 第１の弁体
１４ 挿入体
１５ 調節ねじ
１６ 第２の圧力空間
１７ 第２の弁体
１８ ハウジング
１９ 蓋
２０ 第１のばね蓋
２１ 第２のばね蓋
２２ 補助圧力制限弁座
２４ 第３の弁体
２６ 案内ひれ
３０ 複合圧力制限−あふれ弁
３１ 段部
３２ 止め輪
４０ 密封片
５０ 第３の圧力空間
６０ 逆止弁座
７０ 弾性素子
７５ エラストマ被覆
８０ 排気挿入体
８５ 膜
９０ ハウジング排気通路
９５ ハウジング排気弁座
９８ ばね蓋開口
９９ 排気ばね

Claims (4)

1. 商用車両内の空気処理装置用の複合された圧力制限弁及びあふれ弁であって、前記複合された圧力制限弁及びあふれ弁（３０）は、ハウジング（１８）、蓋（１９）、入口（４）、第１の出口（７）、第２の出口（６）、ピストン（１０）、あふれ弁（１）、圧力制限弁（２）及び調節ばね（１１）を有する当該複合された圧力制限弁及びあふれ弁（３０）において、
   前記あふれ弁（１）の開放圧力及び閉鎖圧力と、前記圧力制限弁（２）の開放圧力及び閉鎖圧力との双方が、前記調節ばね（１１）によって調節可能であること、
   前記ピストン（１０）が、前記複合された圧力制限弁及びあふれ弁（３０）を第１の圧力空間（５）と第２の圧力空間（１６）とに区分し、
   前記第１の圧力空間（５）が、前記入口（４）と前記第１の出口（７）と前記第２の出口（６）とに接続可能であり、
   前記第２の圧力空間（１６）が、排気口（９）を介して大気に通じていて、
   前記ピストン（１０）が、前記調節ばね（１１）のばね力によって不動作位置に保持されるように、この調節ばね（１１）は、前記ピストン（１０）と前記ハウジング（１８）との間又は前記ピストン（１０）と前記蓋（１９）との間に配置されていて、
   前記あふれ弁（１）が、この不動作位置で前記第１の出口（７）を閉じる一方で、前記圧力制限弁（２）が、前記第２の出口（６）を開くこと、及び
   流入する圧縮空気の圧力が、前記あふれ弁（１）の所望の開放圧力に達すると、前記ピストン（１０）が、前記調節ばね（１１）のばね力に抗するように移動する結果、このあふれ弁（１）が、前記第１の出口（７）を開くことを特徴とする複合された圧力制限弁及びあふれ弁。
2. 前記調節ばね（１１）は、調節ねじ（１５）によって調節可能であることを特徴とする請求項１に記載の複合された圧力制限弁及びあふれ弁。
3. 第１のばね蓋（２０）が、前記調節ばね（１１）と前記調節ねじ（１５）との間に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の複合された圧力制限弁及びあふれ弁。
4. 第２のばね蓋（２１）が、前記調節ばね（１１）と前記ピストン（１０）との間に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合された圧力制限弁及びあふれ弁。

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