DE1630023A1 - Frostschutzpumpen - Google Patents

Description

• "Frostschutzpumpen" Vorliegende Erfindun- betrifft Frostschutzpumpen zum re,elmäßi@en Einbrin,ren von Frostschutzmittel in Druckluftanla=@en, insbesondere in Druckluftbremsanlagen, mit einem Gehäuse und einem in einer Bohruni desselben dicht belagerten Differentialkolben, der auf seiner -froßen Stirnfläche über einen, auch zum Einbringen des Frostschutzmittels in die Druckluftanlage dienenden Verbindungskanal mit Druckluft und der auf seiner anderen Seite mit@Frostschutzmittel aus einem Frostschutzmttelbehälter beaufschlagt st.
• Einrichtungen, mittels deren die in Druckluftanla;en befindliche Luft mit Frostschutzmittel angereichert werden kann, um den Gefrierpunkt des anfallenden Kondensats unter 0o hinabzudrücken und das Einfrieren von Aggregaten und das Zufrieren von@Leitungen zu vermeiden, sind seit langem bekannt. Mit den anfänglich verwendeten Einrichtungen, die über einen im Luftstrom liegenden Docht (DGM 1 738 12z) nach dem Ejektorprinzip (DP 819 378 und DGM 1 767 25c. die Druckluft mit Frostschutzmittel anreichern, konn--.@ in vielen Fällen das angestrebte Mischungsverhältnis nicht ausreichend beherrscht werden. Zur Überwindung dieses Mangels wurde die Verwendung v.D_. auf dem Kolbenpumpenprinzip basierenden Konstruktion.::: mit ihrem konstanten Fördervolumen pro Betätigung vorgeschlagen. Nach der Art der Betätigung können letztere eingeteilt werden in: 1.) Handbetätigte Frostschutzpumpen, die vol:zkcmmen kürlich betätigt werden können (DGM 1 768 924). Wird zum Schutze des Druckreglers gegen Einfriere:. das Frostschutzmittel in die Kompressorleitung vor dem Druckregler eingespritzt, besteht bei den bisher bekannten Konstruktionen die Gefahr, daß dieses über den eventuell auf "Leerlauf" stehenden Druckregler ins Freie ausgeblasen wird. 2.) Frostschutzmittelpumpen, die bei Betätigung der luf teinrichtungen mechanisch oder pneumatisch Zwang- .::--läufig mitbetätigt werden (DP 848 051 und DGM 1 7G;, 3:;£s 1. Bei diesen kann das Mischungsverhältnis ebenfalls sta.-ic streuen, da keine eindeutige Zuordnung der Anzahl der Betätigungen zum Luftdurchsatz gegeben ist. Ferner kann die Einspritzstelle nicht vor dem Druckregler an- -geordnet werden, da keinerlei Gewähr-besteht, daß der Druckregler während des Einspritzvorganges nicht auf «Leerlauf" steht. 3.) 7rostschutzpumpen, die von dem die Kompressortätigkeit Z1bedwachenden Druckregler pneumatisch betätigt werden (DGM 1 736-451, ÖPA 8A 8991/64-1).
• Sei diesen automatischen Frostschutzpumpen ist das schnelle Einbringen größerer Frostschutzmittelmengea, z.3. nach starkem Temperaturabfall in der Nacht vor Fahrtantritt, nicht möglich. . Um einen den jeweiligen Temperaturverhältnissen'entsprechenden, möglichst sparsamen FrostschutZmittelverbrauch zu erzielen, wurde die Ausstattung der Frostschutzpumpen nach Punkt Z.) und 3.) mit einer Drosseleinrichtung vorgeschlagen (DGM 1 9o3 838). Die bekannten Konstruktionen nach Punkt 2.) und 3.) erfordern, wenn nicht Sonderkonstruktionen, die gegenseitige aufeinander gleitende Bauelemente grundsätzlich vermeiden (DGM 1 736 451), angewandt werden, eine Absperreinrichtung, um den Trockenlauf des den Pumpmotor darstellenden Differentialkolbens zu vermeiden. Die letztgenannten, auf dem Differentialkolbenprinzip-beruhenden, bisher bekannten Konstruktionen bauen axial relativ lang, wodurch sich bei angeflänschtem, axial [email protected] Frostschutzmittelbehälter fallweise Einbauschwierigkeit:. ergeben, eine horizontale Anordnung'der eigentlichen Frostschutzpumpe unterhalb des Frostschutzmittelbehälters abar ebenfalls erschwert wird. Darüber hinaus können die bisher bekannten, zu Punkt 3.1 gehörenden, nur einen zur Druckluftanlage führenden Aaazaluß aufweisenden Konstruktionen (ÖPA 8A 8991/64-1) auch deshalb nicht horizontal angeordnet werden, weil diese Toträumz enthalten, in denen sich die in den Pumpraum in Form von Bläschen unvermeidlicherweise eindringende Druckluft ansammeln kann, wodurch die :Förderleistung stark beeinf`lußt Vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Baulänge des eigentlichen Pumpenteiles zu verkürzen, um die Freizügigkeit in dessen Anordnung gegenüber dem Frostschutzmittelbehälter zu vergrößern und unter weitestgehender Verwendung gleicher Bauteile sowohl eine handbetätigte Frostschutzpumpe unter Vermeidung der genannten Nachteile der bisherigen Konstruktionen als auch eine automatische Frostschutzpumpe mit einfacher Dosiereinrichtung, die gleichzeitig als Absperreinrichtung verwendet werden kann und deren weitere Ausbildungsform eine zusätzliche gandbetätigungseinrichtung aufweist, dadurch zu schaffen, daß der Differentialkolben auf der mit Frostschutzmittel beaufschlagten Seite eine Bohrung besitzt, die gemeinsam mit der Stirnfläche eines in die Gehäusebohrung und je nach Stellung des Differentialkolbens auch in dessen Bohrung' diese abdichtend, hineinreichenden, konzentrisch zu den genannten Bohrungen angeordneten, im wesentlichen zylindrischen Gehäuseteil den über ein Rückschlagelement mit der Druckluftanlage verbundenen Pumpraum bildet. Nachstehend sind drei Ausführungsf®rmen des Erfindungsgegenstandes beschrieben:. In.Figo 1 ist eine handbetätigte Frostschutzpumpe 1 dargestellte die über den Anschluß 2 mit der Druckluftanlage und über den Anschluß 3 mit dem getrennten Frostschutzmittelbehälter 4 verbunden ist. Ihr Gehäuse S weist eine Bohrung 6 auf, in der ein Differentialkolben 7 dicht gelagert ist, der auf seiner großen Stirnfläche 8, über den auch zum Einbringen des

  Frostschutzmittels in die Druckluftanlage dienenden Ver-

  bindungskanal 9 und Anschluß 2 mit Druckluft beauf-

  schlagt wird. Auf der anderem Seite ist der Differentialkolben 7 über einen Kanal 10 und den Anschluß 3 mit Frostschutzmittel beauf schlagt und mit einer Bohrung 11 versehen, die gemeinsam mit der Stirnfläche 12 eines in-die Gehäusebohrunc; 6 hineinreichenden, konzentrisch zu d-,z;za:: Bohrung angeordneten, im wesentlichen zylindr=sc::en Gehäuseteil 13 den über ein Rückschlagventil 14 mies der Druckluftanlage verbundenen Pumpraum bildet. in dem zylindrischen Gehäuseteil'13 ist ein axial verschieblicher Betätigungsstift 18 dicht geführt, der mit seinem einen, eventuell als Bund ausgebildeten Ende .16 über die Stirnfläche 12 des zylindrischen Gehäuseteiles 13 hinaus in die Gehäusebohrung 6-und mit seinem anderen Ende 17 aus dem Gehäuse heraus-ins Freie ragt. Der in die Gehäusebohrung 6 dicht eingesetzte Gehäuseboden 18 schließt diese gegenüber der Atmosphäre ab und dient gleichzeitig als Anschlag, an,den sich der Differentialkolben 7 mit seiner großen Stirnfläche 8 anlegen kann. Wenn der auf dieser lastende Druck ansteigt, wird der Differentialkolben 7 aus der gezeichneten, durch den Gehäuseboden 18 festgelegten einen Endlage heraus nach oben verschoben. Sobald der zylindrische Gehäuseteil-13 dichtend in die Bohrung 11 des Differentialkolbens 7 eintaucht, entsteht in dem nunmehr abgeschlossenen Pumpraum

  ein Druck, der maximal im Verhältnis des Querschnittes

  der Bohrung gudem der Bohrung 11 größer als der auf der

  großen Stirnfläche 8 lastende Druckluftdruck sein kann. Das Ansteigen des Druckes im.Pumpraum führt alsbald zum, Öffnen des Rückschlagventiles 14 und zum Einbringen von Frostschutzmittel in die Druckluftanlage:. -Während dieses Vorganges verschiebt sich vier Differentialkolben 7 bis zu seiner durch das Gehäuse 5, dIe Stirnfläche 12 des zylindrischen Gehäuseteiles 13 oder das eine Ende 16 des sich mit einem Bund seinerseits an ä,jr-Stirnfläche 12 abstützenden Betätigungsstiftes 15 festgelegten anderen Endlage. Sooft der Differentialkolben 7 über den Betätigungsstift 15 entgegen der Stellkraft der auf seiner großen Stirnfläche 8 lastenden Druckduft in seine Ausgangslage rückverschoben wird, durchläuft er nach Wegfall der Betätigungskraft seinen Förderhub. Eine während des- Kompressorleerlaufes erfolgende Betätigung der Frostschutzpumpe führt jedoch erst nach Beendigung des Leerlaufes und Erfolgtem teilweisen Druckaufbau am Anschluß 2 zu.einem Förderhub des Differentialkolbens 7. Durch die Verlegung des Pumpraumes in das Innere des Differentialkolbens 7 wird eine besonders günstige Baulänge der erfindungsgemäßen Frostschutzpumpe erreicht, die mittels einer anderen Ausführung des Rückschlagelementes noch verringert werden kann, wie nachstehend anhand der in Fig. 2 wiedergegebenen automatischen Frostschutzpumpe gezeigt wird, wobei für, die zu Fig. 1 analogen Teile die dort gewählte Bezeichnung beibehalten wird. Die in Fig. 2 dargestellte, durch Druckschwankungen automatisch betätigte Prostschutzpumpe 1 ist über den Anschluß 2 mit der'Druckluftanlage und über den Kanal 10 mit dem unmittelbar angeflanschten.Frostschutzmittelbehälter 4 verbunden. Gegenüber der in Fig. 1 dargestellten handbetätigten Frostschutzpumpe bestehen folgende weitere Unterschiede: 1. Zwischen dem Gehäuse 5 und der mit Frostschutzmittel beaufschlagten Seite des Differentialkolbens 7 ist eine zusätzliche Druckfeder 19 angeordnet.
• 2. Statt des Betätigungsstiftes 15 ist: konzentrisch zu dem im wesentlichen zylindrischen Geh&useteil 13 ein in diesem verschraubbarer, dicht geführter' aus der Stirnfläche 12 herausragender, von außen verstellbarer Anschlagbolzen 20 vorgesehen, dessen differentialkolbenseitige Stirnfläche einen verschieblichen Anschlag für den Differentialkblben 7 bildet.
• 3. Der Differentialkolben 7 trägt in einem nutförmigen, über radiale Bohrungen 21 mit dem zum Teil durch die Bohrung 11 gebildeten Pumpraum in Verbindung stehenden Einstich 22 in seiner Mantelfläche einen mit seinen Dichtlippen 23 der größeren Stirnfläche 8 zugewandten Nutring 24, der mit seiner äußeren Dichtlippe den Differentialkolben 7 gegenüber der Gehäusebohiung 6 abdichtet, mit seiner inneren Dichtlippe nach Art eines Rückschlagventiles das Eindringen von Druckluft in den Punpraum und mit seinem Rücken 26 das Rückströmen von Frostschutzmittel aas den Pumpraum in den Fröstschutzmittelbehäl'er 4 verhindert. Bei auf "Leerlauf" stehendem Druckregler und daher entlüftetem Anachluß 2 wird der Differentialkolben 7 durch die Druckfeder 19 mit seiner großen Stirnfläche 8 an den Gehäusebeoden 18 angedrückt. Steigt nach Umschalten der Druckreglereinrchtung der Druck am Anschluß 2 über einen bestimmten Wert an, wird der Differentialkolben 7 entgegen der Kraft der Druckfeder 19 vom Gehäuseboden 18 abgehoben und in Richtung des zylindrischen Gehäuseteiles 13 verschoben. Sobald dieser 3.n dessen Bohrung 11 eintaucht, baut sich in dem im Druckraum befindlichen Frostschutzmittel ein die weitere Bewegung des Differentialkolbens 7 behindernder Druck auf. Übertrifft dieser den auf der großen Stirnfläche 8 lastenden Druck, hebt das über die radialen Bohrungen 21 die innere Dichtlippe des Nutringes 24 beauf schlagende Frostschutzmittel diese von ihrer Au-Sagelläche im Einstich 22 ab und gelangt über den Kanal 9 und den Anschluß 2 in die Druckluftanlage. Die .:en Nutring 24 belastende -Druckluft preßt dessen Rücke:: 25 gegen die zugaordnete, mit einer Dichtrille versehene kreisr-ngförmIge Stirnfläche 2& des Einstiches 22, wodurch ein Rückströmen von Frostschutzmittel aus dem Pumprau:;. in den Frostschutzmittelbehälter 4 verhindert wird. Der durch den Differentialkolben 7 bis zu seinem Anliegen an der als Anschlag dienenden Stirnfläche des Anschlagbolzens 20 zurückgelegte Hub bestirnt die pro Spiel der Druckreglereinrichtung eingespritzte Frostschutzmttelmenge. In dem Maße, in dem der Anschlagbolzen 20 in das Gehäuse S eingeschraubt wird, verringert sich der mögliche Hub des Differentialkolbens 7. Der Hub 0 entspricht dem abgesperrten Zustand.
• In Fig. 3 ist eine automatische Frostschutzpumpe mit zusätzlicher Handbetätigung dargestellt, die sich gegenüber der nach Fig. 2 dadurch unterscheidet, daß der Anschlagbolzen 20 statt eines Gewindes einen Querstift 27 trägt, der in verschieden langen Nuten 28 des im wesentlichen zylindrischen Gehäuseteiles 13, die differentialkolbenseitig in eine ringförmige-Erweiterung 29 übergehen,axial geführt wird.
• Die Funktion der Frostschutzpumpe nach Fi g. 3 weicht gegenüber der-zur Fig. 2 gegebenen Funktionsbeschreibung in folgenden Punkten ab: 1. Durch Eindrücken des Anschlagbolzens 20 gelangt der Querstift 27 in den Bereich der ringförmigen Erweiterung 29. In dieser Lage kann der Anschlagbolzen 2Ö verdreht und der Querstift 27 in die gewünsch -%'--ä Nut 2;3 eingebracht werden" Die verschiedenen %utlängen entsprechen verschiedenen Endlagen des Querstiftes 27 bzw. des Anschlag-_ bolzens 20 und damit verschiedenen FörderhübLn des Dif ferentiälkolbens 7 bei der automatische. Betätigung.
• 2. Bei am Anschluß 2: anstehendem Druck, also d :@= und nur dann wenn der Druckregler nicht auf Leerlauf steht, kann durch axiales Eindrücken des-Anschagbolzens 20, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 oben beschrieben, zusätzlich und willkürlich Frostschutzmittel eingespritzt werden. --s liegt durchaus im Rahmen-dieser Erfindung, Uehäuse 5 vorgesehene Bohrung 6 - bei in etwa @orizo n@@_ler Anordnung des eigentlichen Pumpteiles - in Richtung au-;-den mit Frostschutzmittel gefüllten Teil derselben zw-cs weiterer Verbesserung der Entlüftung des Pumpraumes "..a..c,ht steigend anzuordnen und/oder die.Stirnfläche 12 des zylindrischen Gehäuseteiles 13 aus Gummi auszubilde__ _jzw.
• auf ihr einen sowohl die Bohrung 11 des Differentia:.r-zens 7 als auch den Betätigungsstift 15 bzw, den Anschlagbol -:_.z 20 abdichtenden Nutring anzuordnen. .

Claims (4)

1. P a t e n t a n s p r ü c 'h e 1.
2. Frostschutzpumpe zum regelmäßigen Einbringen von Frostschutzmittel in Druckluf tanlagen, insbesondere in Druckluftbremsanlagen, mit einem Gehäuse und einem in einer Bohrung desselben dicht gelagerten Differentialkolben, der auf seiner großen Stirnfläche über einen, auch zum'Einbringen des Frostschutzmittels in die Druckluftanlage dienenden Verbindungskanal mit Druckluft und der auf seiner anderen Seite mit Frostschutzmittel-aus einem Frostschutzmittelbehälter beauf schlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkolben (7) auf letzterer Seite eine Bohrung (11) besitzt, die gemeinsam mit der Stirnfläche (12) eines in die Gehäusebohrung (6) und je nach Stellung des Differentialkolbens (7) auch in dessen Bohrung (11), diese abdichtend, hineinreichenden, konzentrisch zu den genannten Bohrungen angeordneten, im wesentlichen zylindrischen Gehäuseteil (13) den über ein Rückschlagelement (14,24) mit der Druckluftanlage verbundenen Pumpenraum bildet. -2.
3. Frostschutzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zylindrischen Gehäuseteil (13) ein axial verschieblicher Betätigungsstift (14) dicht geführt ist, der mit seinem einen Ende über-dessen Stirnfläche hinaus in die Gehäusebohrung (6) und mit seinem anderen Ende aus dem Gehäuse heraus ins Freie ragt und durch dessen-Betätigung der Differentialkolben (7) entgegen der Stellkraft der diesen belastenden Druckluft mechanisch in seine, dem Betätigungsstift abgewandte Endlage verschoben werden kann. 30 Frostschutzpumpe nach Anspruch 1, mit einer der Stellkraft der mit Druckluft beauf schlagten großen Stirnfläche des Differentialkolbens entgegenwirkenden Druckfeder, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch zu dem zylindrischen Gehäuseteil (13) ein aus dessen Stirnfläche (12) herausragender, von außen verstellbarer Anschlagbolzen (20) vorgesehen ist, dessen differentialkolbenseitige Stirnfläche einen zwecks Herabsetzung des Frostschutzmittelverbrauches und/oder Abstellen der Frostschutzpumpe verschieblichen Anschlag für den Differentialkolben (7) bildet.
4. 4. Frostschutzpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkolben (7) in einem nutförmi gen, über radiale Bohrungen (21) mit dem Pumpraum in Verbindung stehenden Einstich (22) in seiner Mantelfläche einen an sich bekannteng mit seinen Dichtlippen (23) der großen Stirnfläche (S) zugewandten Nutring (24) trägt, der mit seiner äußeren Dichtlippe den Differentialkolben (7) gegen-Über der Gehäusebohrung (f) abdichtet, mit seiner inneren Dichtlippe in an sich bekannter Weise nach Art eines Rückschlagventiles das Eindringen von Druckluft in den Pumpraum und mit seinem Rücken (25) ein Rückströmen von Frostschutzmittel aus dem Pumpraum in den Frostschutzmittelbehälter (4) verhindert.