DD132328B1 - Druckregler fuer druckluftanlagen,insbesondere fuer fahrzeugbremsanlagen - Google Patents

Description

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Das hauptsächliche Anwendungsgebiet der Erfindung sind Druckluftanlagen in der Kraftfahrzeugtechnik. Objekte der Anwendung sind vorzugsweise Druckluftbremsanlagen an Kraftfahrzeugen

Charakteristik^der^bekan^en^technischen^Lösungen Es sind Druckregler bekannt, die auf dem Prinzip eines einfachen Überdruckventils arbeiten. Diese haben den Nachteil, daß der Kompressor ständig gegen Druck arbeitet und nicht entlastet wird, was höheren Verschleiß und Energieaufwand zur Folge hat.

Weiterhin sind Druckregler bekannt, bei denen Regel- und eigentliche Arbeitseinheit funktionell getrennt sind. Der Hauptteil der Regeleinrichtung besteht dabei aas einer federbelasteten, im Gehäuse verschraubten Membran, die in der Mitte eine Bohrung verschließt. Wenn der auf die Ringfläche der Membran wirkende, vom Energiespeicher kommende Druck diese gegen die Federkraft anhebt, strömt Druckluft über die zentrisch angeordnete Bohrung, womit die eigentliche Arbeitseinheit betätigt wird, welche die von der Energiequelle kommende Luft direkt ins Freie abströmen läßt. Bei angehobener Membran wird dann nicht nur die Ringfläche derselben, sondern die gesamte Fläche beaufschlagt.

Der Nachteil dieser Ausführimgen besteht darin, daß durch die funktioneile Trennung zwischen Regel- und Arbeitseinheit relativ großer Bauraum benötigt wird und daß zur Gewährleistung einer guten Schaltfunktion der Arbeitseinheit die über die zentrisch angeordnete Bohrung gelangte Druckluft, nachdem die Membran diese Bohrung wieder verschlossen hat, über eine weitere kleine Bohrung ins Freie geleitet werden muß, wie in DT-CS 17 80 191 beschrieben. Daraus ergibt sich, daß bei gefüllter Anlage über diese Bohrung ständig Druckluft aus dem Energiespeicher abbläst oder daß diese kleine Bohrung durch weieteren konstruktiven Aufwand bei gefüllter Anlage zusätzliche verschlossen werden muß, wie in DT-AS 14 80 619 und DT-OS 22 33 210 beschrieben.

Das Regelintervall des Druckreglers, bzw. der Ein- und Abschaltdruck ist vom Durchmesserverhältnis der zentrisch angebrachten und der Einspannbohrung der Membran abhängig· Da die zentrisch angebrachte Bohrung praktisch nicht beliebig klein ausgeführt werden kann, ergibt sich bei kleinem Regelintervall ein relativ großer Durchmesser der Einspannbohrung. Das wiederum vergrößert die Fläche der Membran, was dann größere Federkräfte zur Folge hätte« Insgesamt müssen also der Bauraum und somit der Aufwand vergrößert werden· Soll das vermieden werden, ist ein relativ großes Regelintervall in Kauf zu nehmen·

Ziel der Erfindung ist die Erreichung einer Druckregelung an Druckluftanlagen mit beliebigen Regelintervallen unter Vermeidung der genannten Nachteile, besonders unter Vermeidung eines ständigen Abblasens von Druckluft.

Die technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen unperiodisch arbeitenden Druckregler zu schaffen, der

einfach in seinem Aufbau ist, minimalen Bauraum beansprucht und beliebige Eegelintervalle zuläßt, Merkmale

Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß ein in bekannter Weise mit einer Einstellfeder belasteter Kolben oder eine Membran über eine Verbindungsstange mit einem kleineren Kolben starr gekoppelt ist· Der größere Kolben oder die Membran ist zur Einstellfeder hin, der kleinere in Gegenrichtung durch Dichtungen in bekannter Weise gedichtet.

Auf der der Verbindungsstange gegenüberliegenden Seite ist am kleineren Kolben ein Ventilsitz mit axialem Spiel befestigt, der eine ins Freie führende Bohrung in einem schwimmenden Kolben dichtet, an dessen Gegenseite ebenfalls ein Ventilsitz angebracht ist, der eine im Gehäuse angebrachte, ins Freie führende Bohrung verschließt, die in ihrem Durchmesser größer ist als die Bohrung in dem schwimmenden Kolben· Der schwimmende Kolben wird durch eine kleine Feder über das mit axialem Spiel befestigte Ventil zusätzlich gegen den großen Kolben gedrückt.

Die vom Kompressor kommende Luft gelangt über eine im Gehäuse angebrachte Querbohrung an den schwimmenden Kolben. Von dort kann über den als Drossel wirkenden Spalt zwischen Kolben und Zylinderfläche eine geringe buftmenge an dem mit axialem Spiel angebrachten Ventil, wodurch dieses durch den sich aufbauenden Druck noch stärker verschlossen gehalten wird. Die eigentliche Druckluftmenge gelangt jedoch durch eine Abzweigung, die von der am sxhwimmenden Kolben mündenden Querbohrung abgeht, über ein Rückschlagventil in den vom großen und kleinen Kolben fixierten Raum und von dort in den Energiespeicher

Während des Druckaufbaus in der Anlage herrscht somit auf beiden Seiten des kleinen Kolbens der gleiche Druck, wodurch an diesem Kraftgleichgewicht besteht und er zunächst wirkungslos ist·

Ist am großen .Solben durch den sich aufbauenden Druck KraftÜberschuß gegenüber der üinstellfeder erreicht, wandert der Kolben in Richtung Einstellfeder, bis das axiale Spiel am Ventil überwunden ist. In diesem Moment wirkt nur noch der Druck der Eingf lache, welche vom großen Kolben und dem mit axialem Spiel befestigten Ventil gebildet wird, gegen die Einstellfeder. Somit wird von dieser Eingf lache der öffnungsdruck des Keglers bestimmt. Bei weiterem Druckaufbau lüftet das mit axialem Spiel eingebaute Ventil.

Die über den als Drossel wirkenden Spalt zwischen schwimmendem Kolben und Zylinderfläche einströmende Druckluftmenge ist geringer als die über das Ventil ins Freie strömende Luftmenge. Somit wird die eine Seite des schwimmenden Kolbens als auch die eine Seite des kleinen Kolbens drucklos.

Die vom Kompressor kommende Druckluft und die kleine Feder drücken den schwimmenden Kolben in Richtung des großen Kolbens, wodurch dieser gleichfalls das axiale Spiel überwindet und der vom schwimmenden Kolben verschlossene Ventilsitz freigegeben wird. Die vom Kompressor geförderte Luftmenge gelangt über diesen Ventilsitz drucklos ins Freie

Da in dieser Phase der kleine Kolben auf der einen Seite drucklos ist, wird nunmehr von der sich bildenden Hingfläche zwischen großem und kleinem Kolben der Schließdruck des Druckreglers bestimmt. Durch Variierung der Durchmesser des mit axialem Spiel eingebauten Ventils und des kleinen Kolbens sowie durch Variierung des axialen Spiels kann das Eegelint ervall beliebig gewählt werden, ohne Veränderungen des großen Kolbendurchmessers und ohne Veränderung der JSinstellfeder

Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß Eegel- und Arbeitseinheit bei diesem Druckregler funktionell kombiniert sind.

Ausführunesbeisßiel

Die zum Ausführungsbeispiel gehörenden Zeichnungen zeigen:

Fig.1 Druckregler für Druckluftbremsanlage Fig .2 Druckregler mit automatisvher Entwässerung Fig«3 Druckregler nach FigИ in abgewandelter Form Wie in FigИ gezeigt, nimmt ein Ventilgehäuse 1 den großen Kolben 2 auf, der durch die Einstellfeder 3 nach unten gedruckt wird. Die Einstellfeder 3 ist mittels Stellschraube 4 einstellbar· Der große Kolben 2 ist durch eine Stange 5 niit dem kleinen Kolben 6 fest verbunden·

Die Kolben 2 und 6 sind durch Dichtungen 18 und 19 gegen ihre Zylinderlaufflächen abgedichtet. Die Dichtungen 18 und 19 können einseitig oder auch beidseitig wirken· Unterhalb des kleinen Kolbens 6 ist mit axialem Spiel das Ventil 7 befestigt, welches am schwimmenden Kolben 8 die Bohrung 9 verschließt· Der am schwimmenden Kolben 8 vorhandene Ventilsitz 10 verschließt die große Bohrung 11· Zwischen dem schwimmenden Kolben 8 und dem unteren Teil des Gehäuses 1 befindet sich eine Feder 12· Eine Querbohrung 13 führt von der Energiequelle zum schwimmenden Kolben 8, Zwischen schwimmendem Kolben 8 und Gehäuse 1 ist ein Spalt 20 angeordnet. Die Zylinderflächen des Gehäuses 1, Kolben 6 und schwimmender Kolben 8 bilden den Raum 21.

Eine Abzweigung 14 führt von der Querbohrung I3 über ein Rückschlagventil I5 in den Raum 16 und von dort über die Bohrung 17 zu den Energiespeichernd Ist die Anlage drucklos, verschließt die Einstellfeder 3 über den Kolben 2, Stange 5» Kolben 6 und Ventil 7 die Bohrung 9 und weiter über den schwimmenden Kolben 8 und Ventilsitz 1Q die Bohrung 11· Wird die Anlage mit Druckluft gefüllt, strömt diese über die Querbohrung 13,Abzweig 14,Rückschlagventil I5 und Bohrung 17 zu den Ene~rgiespeichern.

Gleichzeitig strömt Druckluft über den Spalt 20 in den Raum 21· Der Baum 21 ist über die Bohrungen 13 und 14 mit dem Raum 16 verbunden, wodurch während des Füllvorganges in beiden Bäumen der gleiche Druck vorhanden ist, Somit ist Kolben 6 auf beiden Seiten mit gleichem Druck beaufschlagt, wodurch er zunächst ohne Einfluß bleibt. Ist ein vorbestimmter Druck erreicht, wandert Kolben 2 nach oben bis das axiale Spiel zwischen Kolben б und Ventil 7 überwunden ist,

Der am Kolben 2 anstehende Druck soll nunmehr gegen den am Ventil 7 anstehenden Druck das Ventil 7 lüften· Der zum Lüften erforderliche Luftdruck wird somit von der Ringfläche, die zwischen dem Durchmesser des Kolbens 2 und dem Durchmesser des Ventils 7 bzw* dem Durchmesser der Bohrung 9 entsteht, wie auch von der Einstellfeder 3 bestimmt·

Lüftet Ventil 7 die Bohrung 9» strömt die im Raum 21 befindliche Luft ins Freie· Da über Spalt 20 weniger Druckluft nachströmen kann als über die Bohrung 9 abströmt, wird Raum 21 drucklos , Dadurch wird es möglich, daß die feder 12 die durch Bohrung 13 anstehende Druckluft den schwimmenden Kolben 8 anhebt, wodurch Ventilsitz 10 öffnet und die gesamte über Bohrung 13 ankommende Luft strömt über Bohrung 11 ins Freie· Damit wird auch die Bohrung 13 drucklos·

Die Feder 12 drückt den schwimmenden Kolben 8 gegen Ventil 7 so weit nach oben, daß das axiale Spiel des Ventils 7 nunmehr in Gegenrichtung überwunden wird und das Ventil 7 auf der Fläche des Kolbens б gegen Anschlag geht. Damit ist Ventilsitz 10 mit dem am Ventil 7 vorhandenen axialen Spiel geöffnet·

Da in dieser Phase Raum 21 drucklos ist, wird der Kolben б nur einseitig durch die im Raum 16 anstehende Druckluft beaufschlagt. Die von den Kolben 2 und б gebildete Ringfläche sowie das zu überwindende axiale Spiel in Verbindung mit der Fed erkennung der Einstellfeder 3 be-

stimmen den im Raum 16 anstehenden Anlagendruck, der beim Schließen des Ventilsitzes 10 vorhanden ist. Eat sich der am Ventilsitz 10 vorhandene Spalt so verkleinert, daß weniger Luft abströmen kann als zuströmt, baut sich in der Querbohrung 13 wieder Druck auf, der sich in Raum 21 fortpflanzt, wodurch auf den schwimmenden Kolben 8 mit Ventil 7 eine Kraft ausgeübt wird, die den Ventilsitz 10 schließt.

Ss besteht die !löslichkeit, den schwimmenden Kolben 8-zusätzlich radial zu dichten und den Ringspalt 20 durch eine definierte, im Bild nicht gezeigte, Drosselbohrung zu ersetzen

Unter bestimmten Bedingungen, nämlich wenn die Schaltfunktion nicht klar fixiert werden muß und wenn die ins Freie führende Bohrung 11 im Durchmesser nicht zu groß sein muß, kann der schwimmende Kolben 8 entfallen. Das Ventil 7 verschließt dann direkt die Bohrung 11 und die Feder 12 wirkt direkt gegen das Ventil 7· Der kleine Kolben 6 kann so klein ausgeführt werden, daß die in Fig.3 dargestellte Lösung entsteht und Dichtung 19 nicht mehr vom КоіЬепб, sondern vom Gehäuse 1 aufgenommen wird

In Fig.2 ist der Druckregler durch eine Sntwässerungseinheit 22 ergänzt. Der Raum 16 ist über Rückschlagventil 15 mit Bohrung 23 und Bohrung 13 ist mit Bohrung der Entwässerungseineheit verbunden.Die von der Energiequelle geförderte Luft gelangt über Bohrung 25 in die EntWässerungseinheit 22.

Die Besonderheit gegenüber Fig.1 besteht darin, daß beim öffnen des Ventilsitzes 10 sich in der Sntwässerungseinheit 22 absetzendes Wasser über Bohrung 11 mit ins Freie gelangt

Somit werden Ventile des Druckreglers gleichzeitig zur automatischen Entwässerung der Entwässerungseinheit 22 ausgenutzt.

Claims (1)

1. Erfindunesans^rUCh_-

   Punkt 1

   Druckregler für Druckluftanlagen, insbesondere für Fahrzeugbremsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse (1) ein durch eine Feder (3) einstellbarer Kolben (2) mit Manschette (18) und ein mit diesem fest verbundener im Durchmesser kleinerer Kolben (6) mit Manschette (19) sowie am Kolben (6) ein Ventil (7) mit axialem Spiel angeordnet sind, unterhalb des die Bohrung (9) abdichtenden Ventils (7) ein die ins Freie führende Öffnung (11) mit seinem Ventilsitz (10) abschließender schwimmender Kolben (8) sich auf eine am Boden des Gehäuses (1) anliegende Druckfeder (12) abstützt, zwischen schwimmendem KoI-ben (8) und Wand des Gehäuses (1) ein als Drosselstelle wirkender radialer Spalt (20) verbleibt, zwischen Energiequellenanschluß und schwimmendem Kolben (8) ©ine vor die Dichtung führende Querbohrung (13) angeordnet ist und sich zwischen Querbohrung (13) und Baum (16) eine Abzweigung (14) mit !Rückschlagventil (15) befindet.

   Punkt 2

   Druckregler nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Snergiequellenanschluß (13) und der Energiequelle (I) eine Kondensations- Und FiItereinrichtung (22) fest angeordnet ist, wobei eine Querbohrung (13;24) von der Kondensations- und Filtereinrichtung (22) zum schwimmenden Kolben (8) vor die Dichtung (10) führt.

   Punkt 3

   Druckregler nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ins Freie führende Bohrung (11) durch das Ventil (7) direkt verschlossen wird.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen !