DE2401677B2 - Vorrichtung zum einbringen von fluessigem frostschutzmittel in eine druckluftanlage, insbesondere in die druckluftbremsanlage von kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

/orrichtung zum Einbringen von flüssigem Frostutzmittel in eine Druckluftanlage, insbesondere in Druckluftbremsanlage von Kraftfahrzeugen.

)ie Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach η Oberbegriff des Anspruchs 1.

Tostschutzmittel in Druckluflanlagen verhindern das frieren des mit der Ansaugluft angesogenen Wassernpfes, der unter Druck teilweise kondensiert. Wird η oder nur in ungenügendem Maße Frostschutzmittel zugeführt, dann verschließen Düsen und kleinere Rohrquerschnitte durch Eisbildung, so daß Störungen in den Anlagen die Folge sind.

Eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art zum Einbringen von flüssigem Frostschutzmittel ist aus der DT-OS 21 24 327 bekamt. In der Durchströmleitung ist eine Düse zum Einspritzen des Frostschutzmittels angeordnet, wobei die Düse mit einem Zwischenspeicher verbunden ist, der über eine Schwimmerregelung mit dem Nachfüllbehälter in Verbindung steht und in dem laufend ein konstantes Niveau nachgeregelt wird. Derartige Einrichtungen haben den Nachteil, daß der Nachfüllbehälter als Druckgefäß ausgebildet werden muß. Darüber hinaus wird Frostschutzmittel immer dann in die Anlage abgegeben, wenn in der Durchströmleitung eine Strömung stattfindet. Wenn also eine derartige Einrichtung zwischen Kompressor und Druckregler eingeschaltet wird, geht notwendigerweise auch während der Leerlaufphase des Kompressors Frostschutzmittel in die Atmosphäre verloren. Werden derartige Geräte dagegen erst in Strömungsrichlung nach dem Druckregler eingebaut, so ist der Druckregler nicht mitgeschützt.

Aus der DT-AS 11 79 469 ist eine Vorrichtung zum Verhüten des Einfrierens von Druckldftbremsanlagen einer besonderen Gattung bekannt. Hierbei handelt es sich um eine Frostschutzpumpe, bei der die Druckdifferenz zwischen der Lastlaufphase und der Leerlaufphase des Kompressors in einen Pumpenhub übersetzt wird. Zwischen dem Nachfüllbehälter und dem Verdichtungsraum der Pumpe ist ein gesteuertes Rückschlagventil eingeschaltet, so daß der Nachfüllbehälter drucklos ausgebildet werden kann. Zur Bildung des Verdichtungsraumes ist ein Einlaßventil und ein Durchlaßventil in Reihe angeordnet, die nacheinander durch den Steuerkolben betätigt werden, der auf der einen Seite dem statischen Druck in der Durchströmleitung ausgesetzt ist und auf der anderen Seite unter Federeinwirkung steht. Anlagen dieser Art können zwar zwischen Kompressor und Druckregler eingebaut werden, so daß der Druckregler ebenfalls geschützt ist; sie weisen jedoch die nicht immer erwünschte Eigenschaft auf, daß die bestimmte durch den Pumpenhub festgelegte Frostschutzmittelmenge relativ kurzzeitig in das System abgegeben wird und eine erneute Abgabe erst dann wieder möglich ist, wenn ein Wechsel der Laufphase des Kompressors eingetreten ist.

Die DT-AS 12 53 926 zeigt schließlich eine dritte Bauart der hier in Rede stehenden Vorrichtungen, die mit einem Docht arbeitet, der in einen Nachfüllbehälter abgesenkt bzw. aus diesem heraus wirksam werden kann. Der Docht besitzt dabei an seinem in die Durchströmleitung hineinreichenden Ende eine verschließbare öffnung, die mit Hilfe eines Fortsatzes an einem Steuerkolben in der Leerlaufphase abgedeckt, d. h. verschlossen werden kann, so daß dann das Einbringen von Frostschutzmittel unterbrochen ist. Einrichtungen, die mit einem Docht arbeiten, besitzen den Nachteil, daß der Docht oft von ölrückständen benetzt und in seiner Funktion beeinträchtigt wird. Ein besonderer Nachteil der mit einem Docht arbeitenden Einrichtungen ist aber darin zu sehen, daß die Möglichkeit besteht, daß sich das Frostschutzmittel im Nachfüllbehälter mit Wasser anreichert, so daß während des Betriebes nicht feststellbar ist, ob im Nachfüllbehälter Frostschutzmittel oder Wasser ist, so

daß ggf. eine Schutzwirkung vorgetäuscht wird, die aber tatsächlich nicht vorhanden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Al so weiterzubilden, daß der Nachfüllbehälter drucklos ausgebildet sein kann. Weiterhin soll die Vorrichtung während des Leerlaufs des Kompressors kein Frostschutzmittel in die Anlage abgeben. Die Vorrichtung muß geeignet sein, vor oder nach dem Druckregler eingebaut werden zu können.

Erfindungsgemäß wird dies durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale erreicht. Die drei genannten Ventile werden nur durch einen Steuerkolben in festgelegter Reihenfolge gesteuert, wobei sie einen mit dem Zwischenspeicher in '5 Verbindung stehenden Raum entweder an den Nachfüllbehälter oder an den statischen Druck vor der Drosselung in der Durchströmleitung anschließen. Frostschutzmittel kann nur während der Phase abgegeben werden, während der eine Druckbeaufschlagung des Steuerkolbens stattfindet. Andererseits wird aber durch die Düsenkonstruktion das Frostschutzmittel in der erwünscht gleichmäßigen und langandauernden Weise in die Anlage abgegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigt.

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine ersle Ausführungsform der Vorrichtung, eingeschaltet in eine Durchströmleitung zwischen Kompressor und Druckregler,

F i g. 2 eine ähnliche Vorrichtung wie F i g. 1 und

Fig. 3 eine Vorrichtung für den Einbau nach dem Druckregler.

Die Druckluftbeschaffungsanlagc eines Kraftfahrzeuges weist einen Kompressor 1, einen Druckregler 2 und einen oder mehrere Luftbehälter 3 auf. Vom Kompressor I führt eine Durchströmleitung 4 zum Druckregler 2. Dieser ist über eine Leitung 5 an den Luftbehälter 3 angeschlossen.

Die Vorrichtung ist in die Durchströmleitung 4 eingeschaltet. Zu diesem Zweck besitzt sie entsprechende Anschlüsse 6 und 7 mit einer Querschnittsverengung 8. Die Querschnittsverengung 8 hat die Aufgabe, die Strömung zu beschleunigen und somit eine Druckdifferenz zwischen dem statischen Druck am Anschluß 6 und der Querschniltsverengung 8 hervorzurufen. In der Gehäusewandung 9 ist eine Düse 10 im Bereich der Querschnittsverengung 8 angeordnet. Die Düse 10 ist dichtend in der Gehäusewandung 9 geführt und beweglich über eine Feder U aufgehängt. Die Düse 10 weist eine Düsenöffnung 12 auf, die etwa zentral in der Querschnittsverengung 8 angeordnet ist. In der Gehäusewandung 9 oder an diese angrenzend ist ein Zwischenspeicher 13 vorgesehen.

In der Gehäusewandung 9 ist ferner ein Zylinder i4 vorgesehen, in dem ein Steuerkolben 15 gleitend und dichtend gelagert ist. Der Steuerkolben 15 weist einen teilweise durchbrochenen Schaft 16 auf, der die Gehäusewandung 9 durchsetzt und an seinem freien Ende einen Schließkörper 17 für die Düsenöffnung 12 trägt. Der Schaft 16 ist vorzugsweise dichtend geführt. Die Durchbrechung des Schaftes 16 bildet einen Teil einer Verbindungsleitung 18 zwischen einem Nachfüllbehälter 19 und dem Zwischenspeicher 13, die sich über eine Verbindungskammer 20 und eine Leitung 21 fortsetzt.

Auf dem Schaft 16 des Steuerkolbens 15 ist ein Doppelventilkörper 22 dichtend geführt und federnd verschiebbar gelagert. Der Schaft 16 besitzt ferner einen Einlaßsitz 23, der mit dem Doppelventilkörper 22 das Einlaßventil 22, 23 für Frostschutzmittel aus dem Nachfüllbehälter 19 in den Zwischenspeicher 13 bildet. An der Gehäusewandung 9 ist ein eingezogener Gehäuserand 24 vorgesehen, der mit dem Doppelventilkörper 22 das Durchlaßventil 22, 24 bildet. Dieses Durchlaßventil 22, 24 hat mehrere Aufgaben. Es begrenzt zum einen die Verbindungskammer 20, wenn es geschlossen und das Einlaßventil 22, 23 zum Nachfüllen der in dem Zwischenspeicher 13 verbrauchten Frostschutzmittelmenge geöffnet ist. Andererseits ist auf der einen Seite des Steuerkolbens 15 eine Kammer 25 vorgesehen, in welcher der hohe statische Druck oder ein Steuerdruck zur Wirkung kommt. Zu diesem Zweck ist die Kammer 25 über eine Verbindungsleitung 26 an den Anschluß 6 herangeführt. Wesentlich ist darüber hinaus, daß die Kammer 25 an das Durchlaßventil 22, 24 herangeführt ist, wobei von der Verbindungskammer 20 die Leitung 21 zu dem Zwischenspeicher führt, so daß der Zwischenspeicher 13 dem hohen Druck bei geöffnetem Durchlaßventil 22, 24 ausgesetzt ist.

Auf der anderen Seite ist der Steuerkolben 15 von dem Druck einer Feder 27 beaufschlagt. Die Kraft der Feder 27 ist so bemessen, daß der Steuerkolben 15 in der Leerlaufphase die dargestellte Stellung gemäß Fig. 1 verläßt und die entsprechende Gegenstellung einnimmt. Ein Raum 28, der an die Verbindungsleitung 18 angeschlossen ist, steht über ein Filter 29 mit dem Nachfüllbehälter 19, der drucklos ausgebildet ist, in Verbindung.

Die Vorrichtung gemäß F i g. 2 unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß Fig. 1 nur dadurch, daß die Feder 27 als Luftfeder ausgebildet ist. Zu diesem Zweck ist der Raum 28 über eine Leitung 30 beispielsweise an den Luftbehälter 3 angeschlossen. Zur Erzeugung einer Differenzfläche ist der Steuerkolben 15 mit einem rückwärtigen Fortsatz 31 durch die Gehäusewandung 9 hindurchgeführt und dort abgedichtet. Der Filter 29 sitzt hieran dem Ende des Fortsatzes 31.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 1 oder 2 ist folgende:

Die Einzelteile der Vorrichtung nehmen in den Zeichnungen die Stellung während der Lastlaufphase ein. Dies bedeutet, daß Druckluft über den Kompressor 1, die Durchströmleitung 4, den Druckregler 2, die Leitung 5 in den Luftbehälter 3 eingefüllt wird. Dabei steigt der Druck in bekannter Weise. Beim Steigen des Druckes baut sich der statische Druck am Anschluß 6 auch in der Kammer 25 auf, was über die Verbindungsleitung 26 geschieht. Wenn der statische Druck größer wird als es der Kraft der Feder 27 entspricht, wird der Steuerkolben 15 in die dargestellte Stellung verschoben, in welcher das Einlaßventil 22, 23 geschlossen und das Durchlaßventil 22,24 geöffnet ist. Durch das geschlossene Einlaßventil 22, 23 kann der Nachfüllbehälter 19 drucklos ausgebildet sein.

Während dieser Lastlaufphase kann somit kein neues Frostschutzmittel aus dem Nachfüllbehälter 19 in den Zwischenspeicher 13 gelangen. Der Zwischenspeicher 13 ist allerdings während der vorhergehenden Leerlaufphase mit einer bestimmten Menge Frostschutzmittel gefüllt, so daß nach dem öffnen des Durchlaßventils 22, 24 der statische Druck des Anschlusses 6 über die

Verbindungsleitung 26 in die Verbindungskanimer 20 und von dort über die Leitung 21 in den Zwischenspeicher 13 gelangen kann, wo er die dort vorhandene Frostschutzmittelmenge beaufschlagt. Diese Frostschutzmittelmenge wird auf der anderen Seite durch die geöffnete Düsenöffnung 12 von einem niedrigeren Druck beaufschlagt, so daß das Druckgefälle als Antrieb für die Frostschutzmittelmenge in dem Zwischenspeicher 13 wirkt, so daß diese Frostschutzmittelmenge kontinuierlich über die Düsenöffnung in die Durchströmlcitung 4 abgegeben wird, von wo sie sich über die gesamte Anlage mehr oder weniger weit verteilt. Dabei wird die Frostschutzmittelmenge von der Druckluft in der Querschnittsverengung 8 mitgerissen und verwirbelt, so daß sich das Frostschutzmittel in dem Luftstrom fein verteilt. Je nach der konstruktiven Größe des Zwischenspeichers 13 und der Düsenöffnung 12 sowie dem herrschenden Druckgefälle dauert die Abgabe dieser Frostschulzmittelmenge verschieden lange. Die Vorrichtung kann so eingerichtet werden, daß sich der Zwischenspeicher 13 während der Lastlaufphase erschöpft, so daß Frostschutzmittel nur während eines Teils der Lastlaufphase abgegeben wird. Zusätzlich kann der Zwischenspeicher 13 noch in seinem Volumen einstellbar ausgebildet werden, um die Vorrichtung an geometrische Bedingungen der Druckluftverbraucher sowie an klimatische Bedingungen der Druckluft anzupassen.

Wird die Lastlaufphase durch eine Umschaltung des Druckreglers 2 beendet, so sinkt der statische Druck in der Durchslrömleitung 4 bzw. am Anschluß 6 ab. Damit ist auch eine Druckerniedrigung in der Kammer 25 verbunden, so daß nunmehr die Feder 27 den Sleuerkolben 15 in die andere, nicht dargestellte Stellung verschiebt. Dabei wird vorzugsweise zuerst die Düsenöffnung 12 verschlossen, was durch Aufsetzen des Schließkörpers 17 auf die Düsenöffnung 12 geschieht Nachfolgend schließt auch das Durchlaßvemil 22_: 24.

wobei die Düse 10 entgegen der Kraft der Feder 11 verschoben wird. Nachdem der Doppelventilkörper 22 auf dem eingezogenen Gehäuserand 24 aufgesetzt hat, öffnet das Einlaßventil 22, 23, so daß nunmehr der Nachfüllbehälter 19 an den Zwischenspeicher 13 angeschlossen ist, so daß die Frostschutzmittelmenge in dem Zwischenspeicher 13 ergänzt bzw. nachgefüllt werden kann. Sodann wiederholt sich der anfangs beschriebene Vorgang.

ίο Die in F i g. 3 dargestellte Vorrichtung ist dazu bestimmt, in die Druckluftanlage eingebaut zu werden, und zwar nach dem Druckregler 2 in die Leitung 5. Die Gehäusewandung 9 weist hier keine Querschniitsverengung auf. Es kann selbstverständlich eine Querschnitts-Verengung angeordnet werden, jedoch ist diese hier ohne eine besondere Funktion. Die Kammer 25 ist hier über einen Anschluß 32 mit einer Steuerleitung 33 verbunden, die hier von dem Druckregler 2 abzweigt. Die Steuerleitung 33 kann auch in anderer Weise herangeführt weiden. Wesentlich ist nur, daß der Druck in der Steucrlcitung 33 vom Atmosphärendruck bis zu einem bestimmten Druck eingesteuert wird. So kann die Sleucrleitung 33 beispielsweise an einen Bremszylinder angeschlossen sein, so daß in Abhängigkeit von der Betätigung der Bremse Frostschutzmittel eingespritzt wird. Es fehlt hier die Verbindungsleitung 26. Ansonsten sind für entsprechende Teile identische Bezugs/eichen verwendet. Auch die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist analog wie vorher beschrieben. Es wird nur eine »fremde« Druckdifferenz benutzt, um die im Zwischenspeicher 13 eingeschlossene Frostschutzmittelmengc über die Düse 10 abzugeben. Da der Druckimpuls in dei Steucrleitung 33 relativ kurzzeitig erfolgt, hat diest Anordnung den Vorteil, daß die im Zwischenspeicher 1; eingeschlossene Frostschutzmittelmenge durch da; schlagartig einsetzende Druckgefälle durch die Düsi getrieben und dabei zerstäubt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einbringen von flüssigem Frostschutzmittel in eine Druckluftanlage, insbesondere in die Druckluftbremsanlage von Kraftfahrzeugen, mit einer eine Verengung aufweisenden Durchströmleitung für die Druckluft, in die eine Düse einragt, an der über einen Zwischenspeicher für das Frostschutzmittel die Druckdifferenz zum Austreiben des Frostschutzmittels wirksam ist, und mit einem zwischen dem Nachfüllbehälter und dem Zwischenspeicher angeordneten Einlaßventil für das Frostschutzmittel, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Durchströmleitung (4) und dem Zwischenspeicher (13) ein Durchlaßventil (22, 24) für die Druckluft angeordnet ist und in an sich bekannter Weise das Schließen des Einlaßventils (22, 23) und das öffnen des in Reihe zum Einlaßventil (22, 23) geschalteten Durchlaßventils (22, 24) durch Druckbeaufschlagung eines Steuerkolbens (15) erfolgt, der auf der einen Seite dem statischen Druck in der Durchströmleitung (4) oder einem Fremddruck. (32,33) ausgesetzt ist und der auf der anderen Seite unter Federwirkung (Feder 27; Luftfeder 28, 30) steht, und daß die Düse (10) in anderweitig bekannter Weise mittels eines Schließkörpers (17) verschließbar ist, der ebenfalls vom Steuerkolben (15) betätigt wird, und zwar derart, daß die Düsenöffnung (12) nur bei Druckbeaufschlagung des Steuerkolbens (15) freigegeben ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (15) einen teilweise durchbrochenen Schaft (16) aufweist und einen Einlaßsitz (23) für das Frostschutzmittel trägt, wobei auf dem Schaft (16) ein Doppelventilkörpcr (22) dichtend geführt ist, der mit einem eingezogenen Gehäuserand (24) das Durchlaßventil (22,24) bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Einlaßventil (22, 23) und Durchlaßventil (22, 24) eine Verbindungskammer (20) vorgesehen ist, die über eine Leitung (21) an den Zwischenspeicher (13) angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (10) in der Gehäusewandung (9) der Durchströmleitung (4) federnd nachgiebig gelagert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (15) auf der Seite hohen Druckes von der Durchströmleitung (4) getrennt an eine Steuerleitung (33) angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (15) auf der Seite niederen Druckes an eine Druckluftquelle (30, 3) angeschlossen ist.