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Drucklufterzeugungsanlage, insbesondere für Druckluftverbraucher in
Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Drucklufterzeugungsanlage, insbesondere
für Druckluftverbraucher in Kraftfahrzeugen, mit einem Luftverdichter, an dessen
Druckleitung ein Druckluftvorratsbehälter über ein Rückschlagventil angeschlossen
ist und dessen Einlaßventil von einem Steuerglied in der Offenstellung festgehalten
wird, sobald und solange auf das Steuerglied ein vom Luftverdichter erzeugter Luftdruck
bestimmter Höhe wirkt.
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Während bei den in Europa gebräuchlichen Kraftfahrzeugen mit Drackluftanlagen,
z. B. Druckluftbremsanlagen, für die Druckergänzung eine, Regelung bevorzugt wird,
bei der der Luftpresser auch in den sogenannten Leerlaufperioden, d. h. in
den Zeiten, in denen im Vorratsbehälter genügend Druckluft für den Bedarf der nachgeschalteten
Verbraucher vorhanden ist, noch dauernd Luft in die Druckleitung bis zum Regier
schafft und diese Luft dort ins Freie, schickt, hört in diesem Falle bei der zuerst
genannten Regelungsart die Luftförderung überhaupt auf. Der Luftpresser läuft tatsächlich
»lecr«, weil sein Einlaßventil bzw. seine EinMventile offengehalten werden und die
eingesaugte Luft beim Drückhub des. Luftpresserkolbens über das offene Einlaßventil
wieder ausgeschoben wird. Diese Art der Regelung hat verschie,-dene Vorteile gegenüber
der bei uns gebräuchlichen. Sie macht aber das, Leitungssystem etwas umständlicher,
weil das Steuerglied für das Einlaßventil unmittelbar im Zylinderkopf des Luftpressers
liegt und also eine vom Regler oder vom Vorratsbehälter aus,-gehende Steuerleitung
braucht. Es führen also hier vom Luftpresser zum Regler zwei Leitungen. Da der Luftpresser
an die Fahrzeug-Antriebsmaschine angebaut und der Regler ebenso, wie der Vorratsbehälter
am Fahrzeugrahmen angeordnet ist, müs,sen beide Leitungen wegen der gegenseitigen
Verschiebung von Luftpresser und Vorratsbehälter bzw. Regler nachgiebig,
d. h. mit einer Schlauchverbindung versehen sein. Das ist aber, da Schlauchverbindungen
leicht undicht werden, mindestens bei der während der Leerlaufperioden unter dem
Vorratsdruck stehenden Steuerleitung unerwünscht. Man hat auch schon den Nachteil
der zweiten (Steuer-) Leitung dadurch vermindert, daß man den Regler unmittelbar
an den Luftpresser legt. Dann ist aber der Regler den am Luftpresser herrschenden
hohen Temperaturen ausgesetzt und in seiner Wirkungsweise, beeinträchtigt. Außerdem
muß dann in die Leitung zwischen Regler und Vorratsbehälter, in der sich kein Rückschlagventil
befindet, die unvermeidliche Schlauchverbindung gelegt werden. Sie kommt also auch
hier an eine, ungünstige Stelle. Die Nachteile der vorgenannten Regelungssysteme
kommen aber in Wegfall, wenn ein Regelungssystem gewählt wird, bei dem das Rückschlagventil
der Druckleitung innerhalb der üblichen Regeldruckspanne des Behälters im Schließsinn
belastet wird und erst der im Druckleitungsteil vor dem Rückschlagventil sich daraufhin
bildende höhere Druck zum Umschalten des Luftpressers, ausgenutzt wird. Zu diesem
Zweck ist gemäß der Erfindung dem Rückschlagventil ein Zuhalteglied in Form eines
Kolbens oder einer Membran zugeordnet, das bei einem bestimmten Druck im Vorratsbehälter
das Schließglied des Rückschlagventils zusätzlich zu seiner Schließfeder im Schließsinn
belastet und in der Druckleitung zwischen dem Luftpresser und dem Rückschlagventil
einen den Vorratsdruck wesentlich übersteigenden Luftdruck entstehen läßt, der auf
das Steuerglied des Einlaßventils wirkt und nach Erreichen einels bestimmten Werts
mit Hilfe des Steuerglieds das Einlaßventil des Verdichters offenhält. Da das Rückschlagventil
und die ihm, zugeordneten Teile den Regler für den Behälterdruck bilden und als
Steuerdruck für das Luftpressereinlaßventil der Leitungsdruck vor dem Rückschlagventil
dient, genügt zwischen Luftpresser und Behälter eine einzige Verbindungsleitung
mit vor dem Rückschlagventil liegendem Schlauchstück. Die Anlage bleibt also einfach,
und der Behälterdruck ist nicht durch Undichtheiten, wie sie an einem Schlauchstück
leichtentstehen, gefährdet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in der Zeichnung dargestellt, und, zwar gibt Fig. 1 ein schematisches
Bild' der Anlage, Fig. 2 einen senkrechten Teilschnitt durch den Luftpresser und
Fig. 3 einen Schnitt durch ein Ventilgehäuse, in dem das Rückschlagventil
der Anlage angeordnet ist Von dem als Luftprosser für das Ausführungsbeispiel vorgesehenen
Einzylinder-Kolben-Luftverdichter 1 f uhrt eine Druckleitung 2 in Üblicher
Weise Über. ein Filter 3 zu einem Ventilgehäuse 4, das ein Rückschlagventil
enthält, und von dort zu einem Luftbehälter 5, an den die nicht dargestellten
Steuerventile der Luftverbraucher angeschlossen sind. Der Luftverdichter
1 ist an der nicht dargestellten Antriebsbrennkraftmaschine des Fahrzeugs
befestigt, während die Teile 3, 4 und, 5 unmittelbar am Fahrzeugrahmen
gehalten sind. Das Ventilgehäuse 4 und der Luftbehälter 5 sitzen dabei in
dem Fahrzeugrahmen nahe beieinander. Da die Antriebsbrennkraftmaschine gefedert
auf dem Fahrzeugrahmen angeordnet ist und infolgedessen der Luftverdichter die Schwingungen
der Antriebsmaschine, mitmacht, ergeben sich im Druckleitungsteil zwischen dem Luftverdichter
1 und der Teilegruppe 3, 4, 5 Querverschiebungen, die durch
einen in jenen Rohrleitungsteil eingefügten Verbindungsschlauch 6 ermöglicht
werden.
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Der Zylinder 7 des Luftpressers 1, in dessen Bohrung
sich ein Kolben 8, in üblicher Weise über eine Pleuelstange 9 angetrieben,
auf und ab bewegt, ist durch einen Zylinderkopf 10 abgedeckL Dieser Zylinderkopf
hat eine Einlaßkammer 11 mit Ansaugstutzen 12 und eine Druckkammer
13, von der ein Anschlußstutzen 14 für die Druckleitung 2 ausgeht.
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In einem dürchbrochenen Wand-teil des Zylinderdeckels 10 zwischen
der Ausaugkammer 11 und der Bohrung des Zylinders 7 ist ein Einlaßventil.
angeordnet. Dieses hat einen Ventilteller 153 der von einer Feder
16 gegen einen Sitz 17 gedrückt wird. Dieser Sitz 17 ist an
einem Einsatzkörper 18 vorgesehen, der Bohrungen 19 für den Luftdurchtritt
aus der Kammer 11 zum Inneren des Zylinders 7 besitzt. In einer
Mittelbohrung 20 des. Einsatzkörpers 18 ist das untere Ende eines Stößels
21 geführt, dessen oberer Teil in einer gleichachsigen Bohrung 22 des Zylinderdeckels
läuft und in einem Kolben 23 endet. Der Stößel 21 trägt eine beispielsweise
durch ein Gewinde axial verstellbare Ringscheibe 24, die als einstellbares Widerlager
für eine Feder 25 dient, deren unteres Ende sich am Einsatzkörper
18 abstätzt. Der obere, zwischen dieser Scheibe und dem Kolben
23 liegende Stößelteil hat zwei Ringnuten 26 und 27, in die
eine durch eine Feder 28 belastete und quer zur Stößelachse verschiebbare
Kugel X eingreifen kann. Die Feder 28
ist in ihrer Spannung durch eine Schraube
29 von außen einstellbar. Der Kolben 23 läuft in einer in den Zylinderdeckel
eingearbeiteten und nach außen abgeschlossenen Bohrung 30.
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Zwischen dem Arbeitsraum des Zylinders 7 und der Druckkammex
13 ist in bekannter Weise ein Druckventil angeordnet mit einerriVentilteller
31 und einem Sitz 32. Der Hub des Tellers 31 ist durch einen
beispielsweise hutförinigen und gleichzeitig als Ab-
stützung für die Ventilfeder
33 dienenden Einsatzkörper 34 begrenzt. Dieser Körper hat Durchbrechungen
35, über die aus dem Arbeitsraurn des Verdichters ausgeschoberie Luft in
die Kammer 13 und den daran anschließenden Druckleitungsstutzen 14 gelangen
kann. Von der Kammer 13 ftihrt außerdem ein Kanal 36 zu dem oberhalb
des Kolbens 23 liegenden Teil der Bohrung 30.
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Das Luftfilter 3, das in der Druckleitung hinter der Schlauchverbindung
6 sitzt, kann in üblicher Weise aufgebaut sein, einen Anschlußstutzen
37 für einen Reifenfüllschlauch haben und mit einem Schmutz-und Wasserablaß
38 versehen sein.
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Das Ventilgehäuse 4 ist mit -einem Gewindestutzen 39 an die
Druckleitung hinter dem Filter 3 angeschlossen. Vom, Stutzen 39 führt
ein Kanal 40 zu einem Sitz 41 für einen durch eine Feder 42 belasteten Ventüteller
43. Von einer Kammer 44 hinter dem Ventilteller 43 führt eine Anschlußbohrung 45
zu dem die Fortsetzung der Druckleitung 2 darstellenden Druckleitungszug, der mit
dem Luftbehülter 5 verbunden ist. Gleichachsig über dem Ventüteller ist in
einer zylindrischen Bohrung 46 ein Kolben 47 angeordnet, dessen Stange 48 abgedichtet
durch eine Trennwand 49 hindurchsticht und mit ihrem unteren Teil in die
Kammer 44 oberhalb des Ventütellers 43 hineinragt. Auf der anderen Seite des Kolbens
ist die Bohrung 46 nach außen durch eine Verschlußschraube 50 abgedeckt.
Von der Kammer 44 fährt eine Bohrung 51 in einen durch einen ringförmigen
Gehäuseansatz 52 seitlich begrenzten Raum 53. Dieser Raum
53 ist durch einen Ventilteller 54 Überdeckt, der durch eine von außen durch
eine, Schraube 55
einstellbare Feder 56 gegen den ihm als Sitz dienenden
Ansatz 52 gedrückt wird. Der Ventilteller ist auf der seinem Sitz abgewendeten
Seite durch einen metallischen Federungsbalg 57 vom Druck entlastet. Vom
Raum 58 außerhalb dieses Federungsbalgs führt ein Kanal 59 zur Bohrung
46 oberhalb des Kolbens 47. Der Raum innerhalb des Federungsbalgs ist durch eine
Bohrung 60 mit der Außenluft verbunden. Unter Außenluftdruck steht auch der
Raum unterhalb des Kolbens 47, der von einer Feder 61 an einem nicht dargestellten
Anschlag gehalten ist. Von diesem Raum fährt eine Bohrung 62 nach außen.
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Die Kammer 58 ist in üblicher Weise durch eine in der Zeichnung
nicht dargestellte öffnung mit der Außenluft verbunden. Diese öffnung kann wie bei
den bisher in Breinsanlagen üblichen Druckreglem einen sehr kleinen Querschmitt
haben, oder sie kann bei größerem Querschnitt in der Ausführung eines verlustfrei
arbeitenden Druckreglers in bekannter Weise von einem Ventil Übersteuert werden,
das diese Öffnung schließt, wenn der Ventilteller 54 abgehoben wird, und, umgekehrt,
diese Öffnung aufmacht, wenn der Ventilteller auf seinen Sitz geht.
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Bei nicht laufendem Luftpresser und einem unterhalb des Umschaltwertes
liegenden Luftdruck im Luftbehalter 5 sind die Regjerteile in den aus der
Zeichnung ersichtlichen Stellungen. Im Zylinderkopf des Luftpressers ist der Einlaßventüteller
15 von seiner Feder 16 an seinem Sitz 17, der Auslaßventilteller
31 von seiner Feder 33 an seinem Sitz 32 gehalten. Der gegen
den Einlaßteller 15 gerichtete Stößel 21 ist in seiner oberen, durch die
Nut 26 bestimmten Stellung, in der er mit seinem unteren Ende noch mit Spiel
-über dem Ventilteller 15 liegt. Der Zuhaltekolben 47 ist durch seine Feder
61 in seiner oberen Endstellung gehalten. Der Ventilteller 54 sperrt den
Druckluftzustrom über den Kanal 51 ab, und die Kammer 58 ist durch
den vorerwähnten Drosselkanal oder ein besonderes Ventil entlüftet. Bei laufendem
Luftpresser
wird in Üblicher Weise über das Einlaßventil 15,17 Luft angesaugt und dann,
verdichtet, über das Auslaßventil 31, 32 in die Druckleitung 2 gefördert.
Von dort gelangt sie über den Regler 4 in den Luftbehälter 5.
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Wenn der Druck im Luftbehälter den vorgesehenen Grenzwert von beispielsweise
7 atü erreicht, hebt dieser auch in dem Raum 53, unterhalb des Ventiltellers
54 herrschende Druck diesen Ventilteller ab, so daß der gleiche Druck sich auch
im Raum 58 und dem angeschlossenen Raum 46 oberhalb des Zuhaltekolbens 47
bilden kann. Dieser Kolben wird nach unten gedrückt, so daß er mit seiner Stange
48 gegen den Ventilteller 43 stößt und diesen Ventilteller zusätzlich zur Feder
42 im Schließsinn belastet. Da der Luftpresser weiterläuft, steigt nun der Druck
in der Leitung 2 zwischen dem Luftpresser und dem Regler 4 rasch weiter an, ohne
daß der Behälterdruck erhöht wird. Der Druck in der Leitung 2 wirkt aber über den
Kanal 36 auch in die Kammer 30 oberhalb des Kolbens 23. Sobald
dieser Druck nun einen oberen Grenzwert von etwas über 10 atü, welch letzterer
beispielsweise für das Reifenfüllen notwendig ist, erreicht hat, wird der Kolben
23 nach unten geschoben, so daß der Stößel 21 den Ventilteller
15 nach unten schiebt und in seiner Offenstellung festhält. Das Einlaßventil
bleibt also von diesem Augenblick an offen, und der Luftpresserkolben schiebt die
von ihm angesaugte Luft nur noch im Zylinderraum und der Ansaugleitung hin und her,
ohne daß er Verdichtungsarbeit leisten muß. Der Luftpresser läuft also leer. Dieser
Zustand hält an, solange ein Druck oberhalb eines bestimmten Wertes in den
Räumen hinter dem Auslaßventil 31, 32 und also auch in der Rohrleitung bis
zum Regler 4 bestehenbleibt. Dieser Zustand ist in erster Linie von der Dichtheit
des Luftpresser-Auslaßventils abhängig. Notfalls kann die abdichtende Wirkung des
Auslaßventils noch verbessert werden, indem man ihm ein Rückschlagventil nachschaltet,
dessen Ventilteller aus einem gut dichtenden Kunststoff hergestellt ist. Der Kanal
36 ist in diesem Fall hinter diesem Rückschlagventil abzuzweigen. Doch ist
eine solche Maßnahme nur in besonderen Fällen erforderlich, weil selbst bei einem
Undichtwerden des Auslaßventils schon wenige Hübe des Luftpresserkolben-, genügen,
um den Druck in der Leitung 2 wieder auf den Schaltwert zu erhöhen.
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Die Rückführfeder 25 des Kolbens 23 ist durch entsprechendes
Verdrehen des Tellers 24 so eingestellt, daß sie den Stößel 21 wieder nach oben
schiebt, wenn der Druck in der Druckleitung 2 bzw. den Kammern 13 und
30 um eine bestimmte Spanne abgesunken ist. In der Praxis wird man diese
Einstellung so wählen, daß der Stößel 21 wieder in seine obere Endstellung geht,
wenn der Druck über dem Kolben 23 auf etwa 7,5 atü, also auf einen
um 1/2 atü über dem Umschaltdruck des Reglers 4 liegenden Wert abgefallen ist. Sinkt
der Druck im Vorratsbehälter 5
unter den Einstellwert des Reglers 4, so wird
der Zuhaltekolben 47 wieder freigegeben, der Ventilteller 54 geht auf seinen Sitz,
und die Kammern 58 und 46 werden entlüftet. Der Luftpresser fördert dann
wieder normal Druckluft in den Vorratsbehälter, weil das Schließglied 43 des Rückschlagventils
keine zusätzliche Belastung in Schließrichtung mehr hat und das Saugventil des Luftpressers
wieder frei arbeitet.
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Die beschriebene Vorrichtung bringt noch insbesondere den Vorteil,
daß die Einregelung des Vorratsbehälterdruckes in den üblichen Druckspannen beibehalten
werden kann und durch den Kolben 23
eine zusätzliche Sicherung geschaffen
wird, wenn der Druckregler 4 einmal versagen sollte, denn in diesem Fall wird der
Höchstdruck, der vom Luftpresser aus erzeugt werden kann, auf den vorgesehenen Grenzwert
von 10 atü beschränkt. Der Luftpresser läuft dann im Leerlauf weiter und
erfährt keine, zusätzliche Belastung. Die ganze Anlage bleibt abgesichert. Ferner
geht das Umschalten völlig geräuschlos, vor sich, weil nicht wie bei den bisher
üblichen Druckreglern in ständigen, sich rasch wiederholenden Zwischenräumen Luft
vom weiterfördernden Luftpresser aus ins Freie ausgestoßen wird.
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Das Luftfilter 3 und der Regler 4 können zu einer Einbaueinheit
zusammengefaßt sein. Dabei kann das Rückschlagventil 41, 43 des Reglers 4 gleichzeitig
das in den Luftfiltern mit Reifenfüllanschluß übliche Umstellglied ersetzen, wenn
es so gelegt wird, daß es beim Reifenfüllen, z. B. beim Anschließen des Reifenfüllschlauches
an den Stutzen 37, beispielsweise durch mechanische Einwirkung, geschlossen
wird und damit in der Druckleitung 2 bis zum Anschlußstutzen 37
den zum Reifenfällen
erforderlichen Hochdruck von 10 atü entstehen läßt. Dieser Hochdruck kann
also in diesem Fall unabhängig von der Höhe des Vorratsdrucks hervorgerufen werden.
Eine, Gefahr für den Luftpresser entsteht auch bei dieser Ausf ührung nicht, weil
bei einem eventuellen überschreiten des Fülldrucks die Umschaltvorrichtung
23, z. B. bei 10,5 atü, anspricht und den Luftpresser auf Leerlauf
schaltet.